Dieléctricos y conductores en un campo eléctrico - el tema del artículo. Los siguientes son los procesos físicos que ocurren dentro y fuera del cuerpo. Aconseja leer los comentarios en el tema de potencial eléctrico y la tensión.
Electricidad y Magnetismo
La electricidad ha sido conocido desde la antigüedad, pero la otra información además del reconocimiento de la existencia del fenómeno no conducir. Hemos aprendido que la única fricción estática es posible obtener, y el caso se estancó. Es difícil decir que públicamente antes, pero los geólogos creen que el magnetismo se conoce a las personas desde el siglo V al menos el BC. Los resultados indican que las piezas imantadas de roca utilizados para la incógnita en la actual Turquía.
Se sabe que la sistematización de datos sobre el magnetismo se inició a principios. El pionero fue ahora se sabe, gracias a un único documento, peregrino. En 1269 escribió un manuscrito, que describió y datos sistematizadas en los imanes, propone un método para la orientación en los viajes espaciales. Desde el "Peregrinus" América, "Peregrino" - el viajero. Ya en el primer siglo después de Cristo propiedad imán es explotada activamente por los marineros chinos. Peregrine diseccionó un número de propiedades:
- El imán se encuentra siempre en la dirección de norte a sur. Por lo tanto, encuentra los dos polos. El mismo nombre se repelen y atraen de forma opuesta.
- Si la ruptura imán en medio, resulta en dos piezas completamente separado que tiene las propiedades completas de la original. Obtener polo individualmente por medios simples no funcionan.
En cuanto a la electricidad, la física dan prioridad absoluta a Gilbert. Este hombre creó un tratado, donde se recoge y sistematiza los datos disponibles, una gran cantidad de experimentar por su cuenta. Gilbert, casualmente dedica a la comparación de magnetismo y la electricidad. En 1600 nadie pensó acerca de la relación de la materia y no tenía nada que demostrar. Gilbert encontró que la electricidad - en su entendimiento - se considera una sustancia débil: la carga es fácilmente por lavado con agua, tamiza y se caracteriza por una pequeña fuerza de interacción. Para la teoría y las generaciones futuras ha hecho una observación importante:
- bola magnética del mineral - Gilbert lo llamó Terrell - se comporta como un suelo con el sentido de la acción en la brújula.
- interacción eléctrica se propaga recta. En consecuencia, Gilbert fue el primero en caracterizado correctamente las líneas de campo.
Se necesitaron dos siglos a la humanidad, para encontrar un efecto similar en el cable con corriente. Lo anterior conduce a la conclusión de que se vieron obstaculizadas los estudios, además de la Inquisición, la falta de generador de electricidad - no hay nada para llevar a cabo los experimentos. Frote el cabello de color ámbar tedioso e ineficiente. Hilbert ilustración (ver. Fig.) Llevó a los investigadores a estudiar la estructura de las líneas de fuerza en el futuro ayuda a explicar el comportamiento de los dieléctricos y conductores en un campo magnético.
Gilbert se le atribuye la primera sistematización de materiales. Él estaba buscando una sustancia que muestra la capacidad de electrificación fue diferentes listas. En la última clase conseguida la mayoría de los metales, los primeros - dieléctricos. Hoy en día, se encontró que la carga estática es posible distribuir prácticamente cualquier cuerpo. Pero la fricción adquirir propiedades inusuales dieléctricos ventajosamente. De este modo, Gilbert sistematizado primera materiales, aunque en el momento en el año 1600 fue incapaz de dar una explicación satisfactoria.
Se cree que el primer generador electrostático inventado por Otto von Guericke. eje ferroviario balón azufre hilatura frotaron con las palmas de observación descarga eléctrica chispa. Gericke encontró redistribución de la electricidad estática en las superficies de los diferentes órganos. Basado en el generador establecido comenzaron a experimentar, a la mitad de los materiales del siglo XVIII fueron divididos en clases (conductores y aislantes) y el signo de la carga de la fricción resultante. Hubo un resinosa (negativo) y el cristal electricidad (positiva).
Otros experimentos habilitados mediante el uso de la balanza de torsión (en un hilo delgado) para establecer la ley de atracción y repulsión entre las cargas. Se hizo Charles Coulomb. Describió para cuantificar la fuerza de interacción, confirmó la hipótesis de linealidad líneas de Hilbert de la fuerza de las cargas eléctricas. Tomó casi dos siglos. Ley de Coulomb permitió a los científicos dan la primera explicación sobre el comportamiento de los dieléctricos y conductores en un campo eléctrico. Incluso entonces se presenta un curioso dispositivo capaz de sorpresa y un escéptico ...
Elektroforus
Si el comportamiento de los dieléctricos en un campo eléctrico durante mucho tiempo permaneció inexplorada debido Metales Volta aprendió más acerca de la electricidad y más tarde fue capaz de inventar la famosa fuente galvánica el poder. Estamos hablando de elektroforuse. El dispositivo no es muy bien conocido en Rusia, se agitó a la mente de los estudiosos occidentales, ahora sirve como un elemento indispensable de las actividades de los estudiantes. El dispositivo está ahora muestran (y demostrar), ambos conductores se comportan de un campo eléctrico.
Elektroforus - generador estático de rearme manual, la impresión de metal tamaño sólido, la mejor manera de demostrar la electricidad estática. Imaginemos que el sustrato ronda de madera encolada hoja de caucho más delgada. Volta dice que una pieza de grosor exhibe propiedades inferiores. Pero no pudo explicar la razón. En los tiempos antiguos la gente no sabe que los aisladores tienen la capacidad de almacenar energía del campo eléctrico en la estructura interna. El principio se utiliza actualmente en la mayoría de los condensadores.
Una pieza delgada de menos energía campo absorbido y más a la izquierda en la superficie en forma de carga. La fricción lleva rápidamente a la altura. Este hecho señaló Volta. frotación de neumáticos requerida. Volta hizo este buen trozo de lana durante varios minutos.
El disco de metal delgado diseño final de carrera servido cubriendo completamente de goma. El espesor se elige menos que las propiedades del conductor en el campo eléctrico aparecieron más brillante. Lo que sucedió en elektroforuse:
- Operador frotó goma para la formación de una densa carga estática de electrones.
- Limpié lana y caer en la parte superior del disco de metal.
- Conductor influencia electrificada. Debido a la rugosidad superficial de los puntos de contacto ejercida poco, el disco inferior está cargado positivamente. Esto es causado por el flujo de salida de electrones expulsados campo superior (ver. a continuación).
- A continuación, el operador de puesta a tierra brevemente la parte superior del disco un toque ligero y romper la superficie.
- En el lado inferior de la "impresión" de metal estática permaneció libre de carga positiva.
La experiencia se repitió decenas de veces. Los testigos dicen acerca de los cientos, y Volta dice que "difícil deshacerse del caucho fluido" y se ofreció a hacerlo la luz del sol, llama de una vela, y otras herramientas de gran alcance. Para entender cómo funciona elektroforus, es necesario tener una comprensión del comportamiento de un conductor en un campo eléctrico.
Comportamiento del conductor en un campo eléctrico
La división por conductores, semiconductores y aislantes condicionales. No hay límite claro gradación se lleva a cabo por sustancias conductividad específica. Los conductores también conductora, dieléctrica prácticamente carente de dicha calidad.
Considere el caso de un campo uniforme con líneas rectas y mutuamente paralelas de la fuerza, como en la mayoría de los libros de texto de física. Colocado en un metal de campo constante comienza a ser cargado con electricidad estática como se describe anteriormente. Significado: líneas de tensión van en la dirección que desea mover una carga positiva - por lo que decidió Franklin. Sin embargo, los electrones son negativos, nadar contra la corriente.
Como resultado, el patrón conductor del campo de origen acumula portadores en exceso con signo negativo. Un extremo de metal opuesta positivo. El proceso es el siguiente:
- El campo penetra en el metal.
- Explorador está lleno de portadores de carga libres que se mueven a lo largo de las líneas de campo.
- proceso de redistribución va hasta órbitas de electrones de campo adecuadas y átomos libres equilibra el impacto externo.
- A este efecto constante del campo eléctrico está agotada.
¿Qué pasa si la intensidad de campo no es constante en el tiempo? Digamos que, en la superficie de la onda electromagnética incidente, haciendo que el movimiento alternativo de los electrones en ambas direcciones, provocando una onda electromagnética respuesta. Por lo tanto, el conductor tiene unas propiedades de protección. Afectar sólo a la mitad de ella se demuestra en la teoría de la dinámica de propagación. Para convertirse en un efecto de pantalla completa, se requiere a tierra de metal. ¿Qué se hace en la práctica.
comportamiento dieléctrico en un campo eléctrico
teoría coherente sobre el comportamiento de los dieléctricos en un campo eléctrico hoy no lo hacen. Los físicos explican lo que está pasando de esta manera: en las sustancias gruesas son dipolos presentes formados por la compleja estructura del polímero o amorfo. estructuras de tamaño se encuentra en el campo de la nanotecnología. Moléculas poseen propiedades elásticas, penetrando dentro del campo de los dirige en consecuencia. La parte positiva se desplaza a lo largo de la dirección del campo, y el negativo - en contra.
El campo dieléctrico es capaz de almacenar energía. Se utiliza en los condensadores. Se muestra que su capacidad se incrementa en el número de veces igual a la permitividad del material colocado entre los electrodos (aire y el valor de vacío es 1). Vamos a describir lo que está sucediendo:
- El condensador es capaz de cargar únicamente hasta el nivel de la tensión aplicada.
- Entre las placas crea un campo. Su nivel de intensidad se calcula a través de la diferencia de potenciales eléctricos.
- El campo actúa sobre el aislante. Dipolos dentro de principio a guiarse a fin de aflojar fácilmente el campo de tensión.
- Como resultado, el voltaje a través de las placas se reduce, el proceso de carga se reinicia, hasta el límite determinado por el tipo de dieléctrico. Estamos hablando de la permeabilidad de la sustancia.
Dieléctricos en el estado libre han expresado su cargo, este efecto se llama polarización - la creación del campo. La rotación de los dipolos se considera que es un mecanismo que se manifiesta bajo la influencia externa. En segundo lugar, los cargos básicos, además comienzan a separarse. Dipolo se estiró. fuerzas elásticas hacen contribución al campo del almacenamiento de energía del dieléctrico.
carga estática en el material no puede ser aplicado influencia. Están bien electrificadas por la fricción y el tacto. Lo que los ingenieros están al tanto de la industria petrolera. Massa requiere un esfuerzo para evitar la electrificación del combustible, resultando en una situación explosiva. Se facilita porque la carga tiende a permanecer en la superficie de la sustancia. Y peines especiales a cabo fácilmente la neutralización. Le dan a la trayectoria del flujo de aceite y se elimina en la sobrecarga de puesta a tierra.
