Anyag, amelynek szabad részecskéi vannak töltéssel,ha szabályosan mozognak a testen a működő elektromos mező miatt, akkor elektrosztatikus mezőben vezetőt hívnak. És a részecskék töltését szabadnak nevezzük. A dielektrikusok ezzel szemben nem rendelkeznek velük. A vezetők és dielektrikumok jellege és tulajdonságai eltérőek.
Elektrosztatikus mezőben a vezetők fémek, lúgos, savas és sós oldatok, valamint ionizált gázok. A fémekben a szabad töltések hordozói a szabad elektronok.
Ha egyenletes elektromos mezőbe lép,ahol a fémek vezeték nélkül töltöttek, akkor a mozgás a mező feszültségvektorával ellentétes irányban kezdődik. Az egyik oldalon felhalmozódó elektronok negatív töltést hoznak létre, másik oldalukon pedig elégtelen szám esetén túlzott pozitív töltés lép fel. Kiderül, hogy a díjak elválasztottak. Kompenzálatlan különféle díjak merülnek fel egy külső mező hatására. Így indukálódnak, és az elektrosztatikus mező vezetője töltés nélkül marad.
Villamosítás, amikor a töltéseket újraelosztjákA testrészek között elektrosztatikus indukciónak nevezzük. A nem kompenzált elektromos töltések képezik a testüket, a belső és a külső feszültség ellentétes egymással. A vezeték ellentétes részein elválasztva, majd felhalmozódva növekszik a belső térerő. Ennek eredményeként nulla lesz. Ezután a díjak kiegyensúlyozottak.
Ebben az esetben a teljes nem kompenzált díjkívül. Ezt a tényt az elektrosztatikus védelem megszerzésére használják, amely megvédi az eszközöket a mezők hatásaitól. Hálóba vagy földelt fémtokba helyezik őket.
Anyagok ingyen elektromos töltés nélküla szokásos körülményeket (vagyis amikor a hőmérséklet nem túl magas és nem alacsony) dielektrikumnak nevezzük. A részecskék ebben az esetben nem mozoghatnak a test körül, és csak kissé mozoghatnak. Ezért az elektromos töltések itt vannak csatlakoztatva.
Az dielektrikákat csoportokra osztjáka molekuláris szerkezetetől függően. Az első csoport dielektrikáinak molekulái aszimmetrikusak. Ide tartoznak a szokásos víz, nitrobenzol és alkohol. Pozitív és negatív töltéseik nem egyeznek. Elektromos dipólként működnek. Az ilyen molekulákat polárisnak tekintjük. Elektromos nyomatékuk megegyezik a végső értékkel, mindenféle körülmény között.
A második csoport dielektrikumokból áll, amelyekbenA molekulák szimmetrikus szerkezetűek. Ez paraffin, oxigén, nitrogén. A pozitív és a negatív töltéseknek hasonló jelentése van. Ha nincs külső elektromos mező, akkor az elektromos nyomaték is hiányzik. Ezek nem poláros molekulák.
A külső mezőben lévő molekulákban lévő ellentétes töltések eltérő irányokba mozgatják a központokat. Dipolokká alakulnak és újabb elektromos pillanatot kapnak.
A harmadik csoport szigetelőinek ionok kristályszerkezete van.
Érdekes, hogyan viselkedik a dipol egy külső homogén mezőben (elvégre nem-poláris és poláris dielektrikumokból álló molekula).
Minden dipóltöltet energiával rendelkezik, mindegyikamelynek ugyanaz a modulja, de más irányba (ellentétes). Két erőt képezünk, amelyeknek forgási nyomatéka van, amelynek hatására a dipól hajlamos forogni úgy, hogy a vektorok iránya egybeesik. Ennek eredményeként megkapja a külső mező irányát.
Külső elektromos nem poláros dielektrikájábannincs mező. Ezért a molekuláknak nincsenek elektromos nyomatékai. A poláris dielektrikumban a hőmozgás teljesen rendezetlen. Emiatt az elektromos momentumok más irányba mutatnak, és vektorösszegük nulla. Vagyis az dielektrikának nincs elektromos momentuma.
Helyezze a dielektrikát homogén elektromos árambaa mező. Már tudjuk, hogy a dipolok olyan poláris és nem poláros dielektrikumok molekulái, amelyek a külső tértől függően irányulnak. Vektoruk meg van rendezve. Akkor a vektorok összege nem nulla, és a dielektrikának van elektromos nyomatéka. Benne vannak olyan pozitív és negatív töltések, amelyeket kölcsönösen kompenzálnak és közel állnak egymáshoz. Ezért a dielektrikus nem kap díjat.
A szemben lévő felületek nem kompenzált polarizációs töltésekkel rendelkeznek, amelyek megegyeznek, vagyis a dielektrikum polarizálódik.
Ha egy ion dielektrikát veszünk és elektromos mezőbe helyezzük, akkor az abban lévő ionok kristályrácsa kissé eltolódik. Ennek eredményeként egy ionos típusú dielektrikum elektromos nyomatékot kap.
A polarizációs töltések képezikegy elektromos mező, amelynek a külsővel ellentétes iránya van. Ezért az dielektrikumba helyezett töltések által létrehozott elektrosztatikus mező intenzitása kisebb, mint vákuumban.
Másképp kép alakul ki a vezetőkkel.Ha az elektromos áramvezetőket bevezetik egy elektrosztatikus mezőbe, akkor rövid távú áram jelenik meg, mivel a szabad töltésekre ható elektromos erők hozzájárulnak a mozgáshoz. De mindenki ismeri a termodinamikai visszafordíthatatlanság törvényét is, amikor egy zárt rendszerben levő makrofolyamatnak és mozgásának véget kell érnie, és a rendszernek kiegyensúlyozottnak kell lennie.
Az elektrosztatikus mezőben lévő vezető egy testfém, ahol az elektronok az erővonalakkal szemben mozogni kezdnek és bal oldalon felhalmozódnak. A jobb oldalon lévő vezető elveszíti az elektronokat, és pozitív töltést kap. A töltések elválasztásával meg fogja találni az elektromos mezőjét. Ezt elektrosztatikus indukciónak nevezzük.
A vezető belsejében az elektrosztatikus mező nulla, amelyet az ellenkező irányból történő mozgatással könnyen igazolni lehet.
A vezető töltése felhalmozódik a felületre. Ezenkívül eloszlik oly módon, hogy a töltési sűrűség a felület görbületéhez igazodjon. Itt több lesz, mint másutt.
A vezetők és a félvezetők nagyobb görbületűekösszesen a sarok, az élek és a kerekítés pontjain. Itt is nagy töltési sűrűség figyelhető meg. Növekedésével párhuzamosan növekszik a feszültség. Ezért erõs elektromos mezõ jön létre. Megjelenik egy koronatöltődés, amelynek következtében a vezetőből származó töltések együtt áramlik át.
Ha a vezetőt elektrosztatikusnak tekintjüka mező, ahonnan a belső rész eltávolításra került, üreget mutat. Ettől semmi sem változik, mert a mező soha nem volt és soha nem lesz. Valójában az üregben definíció szerint hiányzik.
Megvizsgáltuk a vezetőket és az dielektrikákat. Most megértheti a különbségeket és a tulajdonságok hasonló körülmények között történő megnyilvánulásának sajátosságait. Tehát egy egységes elektromos mezőben nagyon eltérően viselkednek.
