Une substance qui a des particules libres avec une charge se déplaçant à travers le corps de manière ordonnée en raison du champ électrique agissant est appelée un conducteur dans un champ électrostatique. Et les charges des particules sont dites libres. Les diélectriques, en revanche, n'en ont pas. Les conducteurs et les diélectriques ont une nature et des propriétés différentes.
Explorateur
Dans un champ électrostatique, les conducteurs sont les métaux, les solutions alcalines, acides et salines, ainsi que les gaz ionisés. Les porteurs de charges libres dans les métaux sont des électrons libres.
Lors de l'entrée dans un champ électrique uniforme, où les métaux sont des conducteurs sans charge, le mouvement commencera dans la direction opposée au vecteur de tension du champ. En s'accumulant d'un côté, les électrons vont créer une charge négative, et de l'autre, une quantité insuffisante d'entre eux fera apparaître un excès de charge positive. Il s'avère que les charges sont séparées. Des charges différentes non compensées surviennent sous l'influence dechamp extérieur. Ainsi, ils sont induits et le conducteur dans le champ électrostatique reste sans charge.
Frais non compensés
L'électrification, lorsque les charges sont redistribuées entre les parties du corps, est appelée induction électrostatique. Des charges électriques non compensées forment leur corps, les tensions internes et externes sont opposées. Se séparant puis s'accumulant sur des parties opposées du conducteur, l'intensité du champ interne augmente. En conséquence, il devient nul. Ensuite, les charges s'équilibrent.
Dans ce cas, la totalité de la charge non compensée est à l'extérieur. Ce fait est utilisé pour obtenir une protection électrostatique qui protège les appareils de l'influence des champs. Ils sont placés dans des grilles ou des boîtiers métalliques mis à la terre.
Diélectriques
Les substances sans charges électriques libres dans des conditions standard (c'est-à-dire lorsque la température n'est ni trop élevée ni trop basse) sont appelées diélectriques. Dans ce cas, les particules ne peuvent pas se déplacer autour du corps et ne sont que légèrement déplacées. Par conséquent, les charges électriques sont connectées ici.
Les diélectriques sont divisés en groupes en fonction de la structure moléculaire. Les molécules de diélectriques du premier groupe sont asymétriques. Ceux-ci comprennent l'eau ordinaire, le nitrobenzène et l'alcool. Leurs charges positives et négatives ne correspondent pas. Ils agissent comme des dipôles électriques. Ces molécules sont considérées comme polaires. Leur moment électrique est égal à la finalevaleur dans toutes les conditions.
Le deuxième groupe est constitué de diélectriques, dans lesquels les molécules ont une structure symétrique. Ce sont la paraffine, l'oxygène, l'azote. Les charges positives et négatives ont une signification similaire. S'il n'y a pas de champ électrique externe, alors il n'y a pas non plus de moment électrique. Ce sont des molécules non polaires.
Les charges opposées des molécules dans un champ externe ont des centres déplacés dirigés dans des directions différentes. Ils se transforment en dipôles et obtiennent un autre moment électrique.
Les diélectriques du troisième groupe ont une structure cristalline d'ions.
Je me demande comment un dipôle se comporte dans un champ externe uniforme (après tout, c'est une molécule composée de diélectriques non polaires et polaires).
Toute charge dipolaire est dotée d'une force, dont chacune a le même module, mais une direction différente (opposée). Deux forces se forment qui ont un moment de rotation, sous l'influence duquel le dipôle a tendance à tourner de telle manière que la direction des vecteurs coïncide. En conséquence, il obtient la direction du champ extérieur.
Il n'y a pas de champ électrique externe dans un diélectrique non polaire. Par conséquent, les molécules sont dépourvues de moments électriques. Dans un diélectrique polaire, le mouvement thermique se produit dans un désordre complet. De ce fait, les moments électriques ont une direction différente et leur somme vectorielle est nulle. Autrement dit, le diélectrique n'a pas de moment électrique.
Diélectrique dans un champ électrique uniforme
Placez un diélectrique dans un champ électrique uniforme. Nous savons déjà que les dipôles sont des molécules polaires et non polaires.diélectriques orientés en fonction du champ extérieur. Leurs vecteurs sont ordonnés. Alors la somme des vecteurs n'est pas nulle et le diélectrique a un moment électrique. À l'intérieur, il y a des charges positives et négatives, qui se compensent mutuellement et sont proches les unes des autres. Par conséquent, le diélectrique ne reçoit pas de charge.
Les surfaces opposées ont des charges de polarisation non compensées qui sont égales, c'est-à-dire que le diélectrique est polarisé.
Si vous prenez un diélectrique ionique et que vous le placez dans un champ électrique, le réseau de cristaux d'ions qu'il contient se décalera légèrement. En conséquence, le diélectrique de type ionique recevra un moment électrique.
Les charges polarisantes forment leur propre champ électrique, qui a la direction opposée à celle externe. Par conséquent, l'intensité du champ électrostatique, qui est formé par des charges placées dans un diélectrique, est moindre que dans le vide.
Explorateur
Une image différente se développera avec les chefs d'orchestre. Si des conducteurs de courant électrique sont introduits dans un champ électrostatique, un courant à court terme y apparaîtra, car les forces électriques agissant sur les charges libres contribueront à l'apparition du mouvement. Mais tout le monde connaît aussi la loi de l'irréversibilité thermodynamique, lorsque tout macroprocessus dans un système fermé et le mouvement doivent finalement se terminer, et le système s'équilibrera.
Un conducteur dans un champ électrostatique est un corps en métal, où les électrons commencent à se déplacer contre les lignes de force etcommencera à s'accumuler sur la gauche. Le conducteur de droite perdra des électrons et gagnera une charge positive. Lorsque les charges sont séparées, il va acquérir son champ électrique. C'est ce qu'on appelle l'induction électrostatique.
À l'intérieur du conducteur, l'intensité du champ électrostatique est nulle, ce qui est facile à prouver en se déplaçant de l'opposé.
Caractéristiques du comportement de charge
La charge du conducteur s'accumule à la surface. De plus, elle est répartie de manière à ce que la densité de charge soit orientée vers la courbure de la surface. Ici, ce sera plus qu'ailleurs.
Les conducteurs et les semi-conducteurs présentent le plus de courbure aux points d'angle, aux bords et aux arrondis. Il y a aussi une densité de charge élevée. Parallèlement à son augmentation, la tension monte également à proximité. Par conséquent, un fort champ électrique est créé ici. Une charge corona apparaît, provoquant l'écoulement de charges depuis le conducteur.
Si nous considérons un conducteur dans un champ électrostatique, dont la partie interne est retirée, une cavité sera trouvée. Rien ne changera à cela, car le champ n'a pas été et ne sera pas. Après tout, il est absent de la cavité par définition.
Conclusion
Nous avons examiné les conducteurs et les diélectriques. Vous pouvez maintenant comprendre leurs différences et les caractéristiques de la manifestation de qualités dans des conditions similaires. Ainsi, dans un champ électrique uniforme, ils se comportent tout à fait différemment.
