Substanțele incluse în câmpul electric se poate schimba în mod semnificativ. Acest lucru se datorează faptului că substanța constă din particule încărcate. În absența unui câmp extern, particulele sunt distribuite în interiorul materialului, astfel încât câmpul electric generat de acestea, în medie, în termenii care cuprinde un număr mare de atomi sau molecule este zero. Atunci când un câmp extern determină o redistribuire a particulelor încărcate, și în substanța se produce propriul câmp electric. câmp electric Full format în conformitate cu principiul superpoziției câmpului extern și intern câmpului produs de particulele încărcate ale substanței.
Substanța este diversă în proprietățile sale electrice. Cele mai multe clase largi de substanțe cuprind conductori și izolatori.
Conductorii în câmpul electric.
substanță Provodnikaminazyvayut conduce curent electric.
Sumar osobennostprovodnikov - prezența svobodnyhzaryadov (electroni), care sunt implicate în mișcarea termică și se pot deplasa în întregul volum al conductorului. conductoarele tipice - metale.
În lipsa oricărui domeniu extern în volumul elementului conductor sarcina negativă liber este compensată de sarcina pozitivă a grilajului ionice. Conductorul a intrat în câmpul electric al taxelor libere sunt redistribuite, rezultând într-o suprafață de conductor având în sarcinile pozitive și negative necorectate. Acest proces se numește inducție electrostatică. și care apar pe taxele de suprafață - conductor de inducere a încărcării.
Fenomenul de redistribuire responsabilă în cadrul conductorului printr-o inducție extern nazyvaetsyaelektrostaticheskoy câmp electric.
Taxe care apar pe suprafața conductorului, cheltuieli nazyvayutsyainduktsionnymi.
taxele Induced crea propriul lor domeniu. care compensează câmpul extern în întregul volum al conductorului:
câmp electrostatic complet în interiorul conductorului este zero, iar potențialul de la toate punctele sunt aceleași și egal la potențialul de pe suprafața conductorului.
Toate regiune conductorul intern, introdus în câmpul electric, sunt electroneutral. Dacă eliminați o parte din cantitatea alocată în interiorul conductorului, și formează o cavitate goală, câmpul electric în interiorul cavității va fi egală cu zero. Aceasta se bazează pe protecția electrostatic - sunt sensibile la instrumentele de câmp electric pentru a evita efectul câmpului este plasat în cutii de metal.
Câmpul în cavitatea de metal este zero.
Dielectricilor în câmpul electric.
Dielectrici (izolatori) sunt substanțe, care nu conduce curentul electric.
Spre deosebire de conductori, izolatori (izolatori) nu exista sarcini electrice libere. Ele sunt compuse din atomi neutri sau molecule. particulele încărcate în atomul neutru legat unul de altul și nu pot fi mutate de câmpul electric peste volumul dielectric.
Atunci când se face dielectric într-un câmp electric extern are loc în ea unele redistribuire a taxelor incluse atomilor sau moleculelor. Ca urmare a unor astfel de redistribuire pe suprafața dielectrică a eșantionului apar costurile necompensate redundante aferente. Toate particulele încărcate care formează taxele aferente macroscopice, este încă o parte a atomilor lor.
taxe legate de a crea un câmp electric care este îndreptată în sens opus rigidității dielectrice a câmpului vectorial extern. Acest proces se numește polarizare dielectrică.
stare electrică polyarizatsieynazyvayut particulară a materiei în care momentul electric al unui anumit volum de substanță nu este zero.
Ca urmare, câmpul electric total din dielectric este mai mic în modul de câmpul magnetic extern.
Cantitatea fizică egală cu raportul dintre modulul câmpului electric extern în vid pentru a completa câmpul modulului într-un dielectric omogen, un material cu permeabilitate nazyvaetsyadielektricheskoy.
Constanta dielectrică a mediului arată de câte ori intensitatea câmpului electromagnetic în vid dielectric înainte. Este o cantitate adimensională (fără unități).
Atunci când taxele aferente neomogene de polarizare dielectrică poate avea loc nu numai pe suprafețele ci și în dielectric vrac. În acest caz, taxele asociate câmpului electric și câmpul total poate avea o structură complicată, în funcție de geometria izolator. Afirmația că câmpul electric în dielectric ori mai mic comparativ cu modul £ cu câmpul magnetic extern este strict valabilă numai în cazul unui dielectric omogen. umple tot spațiul în care pentru a crea un câmp extern. În special:
Dacă într-un dielectric omogen, cu un ε dielectric constant este punctul de încărcare q. intensitatea câmpului electromagnetic generat de această taxă la un moment dat, iar potențialul de gruparea e φ în ori mai puțin decât în vid:
Există mai multe mecanisme de polarizare dielectrică. Cele mai importante sunt orientarea. electron și polarizarea de ioni. Orientarea și mecanisme electronice se manifestă în principal în polarizarea izolatoarelor gazoase și lichide, ion - cu polarizarea dielectricilor solizi.
1. Orientarea sau dipol polarizare apare în cazul dielectricilor polari. constând din molecule în care distribuția centrelor de sarcini pozitive și negative nu coincid. Astfel de molecule sunt dipoli microscopice electrice - o combinație de două taxa neutre, egale în mărime și opuse în semn, dispuse la o distanță unul față de celălalt.
Acesta dispune de un moment de dipol, cum ar fi molecula de apă, precum și molecule de alte dielectrici (H2 S, NO2 și așa mai departe. D.).
In absenta unei axe de câmp electric dipoli moleculare externe sunt orientate în mod aleatoriu din cauza mișcării termice, astfel încât pe suprafața dielectric, și în orice element de volum în sarcina electrică medie este zero.
Atunci când se face dielectric într-un câmp exterior există o orientare parțială a dipolilor moleculare. Ca rezultat, suprafața dielectrică apar costurile aferente macroscopice necompensate, care creează câmp direcționat opus câmpului extern.
mecanism de polarizare dielectrică polar orientational
Polarizarea dielectricilor polari depinde puternic de temperatură, deoarece mișcarea termică a moleculelor acționează ca un factor dezorientare.
2. Mecanismul electronic sau elastic apare când polarizarea dielectricilor non-polare, ale căror molecule nu au în absența unui câmp extern momentul de dipol.
Sub influența câmpului electric moleculelor nepolare deformate dielectrice - sarcini pozitive sunt deplasate în direcția vectorului, și negativ - în direcția opusă. Ca rezultat, fiecare moleculă este transformată într-un dipol electric a cărui axă este aliniată cu câmpul magnetic extern. Pe suprafața dielectricului apar costurile legate de necompensate, pentru a crea domeniul lor îndreptate opus câmpului extern. Deci, există un dielectric de polarizare non-polare.
Polarizarea dielectric non-polar.
Deformarea molecule nepolare sub influența unui câmp electric extern nu depinde de mișcarea lor termică, astfel încât polarizarea dielectric nepolare nu depinde de temperatură.
3. În cazul dielectricilor cristaline solide se observă o polarizare ionică așa-numitul. la care ionii de semne diferite care constituie rețeaua cristalină, prin aplicarea unui câmp extern sunt deplasate în direcții opuse, care la fețele de cristal apar costurile legate (necompensate). Un exemplu de un astfel de mecanism poate servi ca polarizarea cristal NaCl, în care ionii de Na + și Cl - cuprind două sublattices, nested unul în celălalt. În absența unui câmp extern, fiecare celulă elementară a cristalului este electric și NaCI nu are momentul dipolar. In ionii pozitivi ai unui câmp electric extern sunt deplasate de-a lungul direcției câmpului, iar ionii negativi în direcția opusă, adică cristalul este polarizată.
Efectul piezoelectric. Unele dintre dielectricilor polarizat nu numai atunci când sunt încorporate într-un câmp electric, dar în procesul de deformare prin acțiune mecanică asupra lor.
Fenomenul sarcinilor electrice de suprafață asociate privind apariția cristalului de cuarț la efectul său de deformare nazvanopezoelektricheskim.
efectul piezoelectric se observă în cuarț, turmalina, sare Rochelle, etc .. (menționate cristale piezoelectrice).