สารที่มีอนุภาคอิสระซึ่งมีประจุเคลื่อนที่ผ่านร่างกายอย่างเป็นระเบียบเนื่องจากสนามไฟฟ้ากระทำการ เรียกว่าตัวนำในสนามไฟฟ้าสถิต และประจุของอนุภาคเรียกว่าอิสระ ในทางกลับกัน Dielectrics ไม่มีพวกเขา ตัวนำและไดอิเล็กทริกมีลักษณะและคุณสมบัติต่างกัน
นักสำรวจ
ในสนามไฟฟ้าสถิต ตัวนำคือโลหะ สารละลายที่เป็นด่าง กรดและน้ำเกลือ รวมถึงก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน ตัวนำพาประจุโลหะฟรีเป็นอิเลคตรอนฟรี
เมื่อเข้าสู่สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ โดยที่โลหะเป็นตัวนำโดยไม่มีประจุ การเคลื่อนที่จะเริ่มในทิศทางที่ตรงข้ามกับเวกเตอร์แรงดันสนาม สะสมที่ด้านหนึ่ง อิเล็กตรอนจะสร้างประจุลบ และอีกด้านหนึ่ง หากมีจำนวนไม่เพียงพอจะทำให้ประจุบวกส่วนเกินปรากฏขึ้น ปรากฎว่าค่าใช้จ่ายแยกออกจากกัน ค่าใช้จ่ายต่าง ๆ ที่ไม่ได้รับการชดเชยเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนามภายนอก ดังนั้น พวกมันจะถูกเหนี่ยวนำ และตัวนำในสนามไฟฟ้าสถิตจะยังคงไม่มีประจุ
ค่าใช้จ่ายที่ไม่ถูกชดเชย
กระแสไฟฟ้า เมื่อประจุถูกกระจายไปตามส่วนต่างๆ ของร่างกาย เรียกว่าการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต ประจุไฟฟ้าที่ไม่ได้รับการชดเชยจากร่างกาย ความตึงเครียดภายในและภายนอกอยู่ตรงข้ามกัน การแบ่งและสะสมในส่วนตรงข้ามของตัวนำ ความเข้มของสนามภายในจะเพิ่มขึ้น เป็นผลให้มันกลายเป็นศูนย์ จากนั้นยอดเงินคงเหลือ
ในกรณีนี้ ค่าใช้จ่ายที่ไม่ได้ชดเชยทั้งหมดอยู่นอก ข้อเท็จจริงนี้ใช้เพื่อให้ได้การป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ปกป้องอุปกรณ์จากอิทธิพลของสนาม พวกเขาถูกวางไว้ในกริดหรือกล่องโลหะที่ต่อสายดิน
ไดอิเล็กทริก
สารที่ไม่มีค่าไฟฟ้าฟรีภายใต้สภาวะมาตรฐาน (นั่นคือเมื่ออุณหภูมิไม่สูงเกินไปหรือต่ำเกินไป) เรียกว่าไดอิเล็กทริก อนุภาคในกรณีนี้ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ร่างกายได้และมีการเคลื่อนตัวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จึงมีการเชื่อมต่อค่าไฟฟ้าที่นี่
ไดอิเล็กทริกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามโครงสร้างโมเลกุล โมเลกุลของไดอิเล็กทริกของกลุ่มแรกนั้นไม่สมมาตร ได้แก่ น้ำเปล่า ไนโตรเบนซีน และแอลกอฮอล์ ประจุบวกและประจุลบไม่ตรงกัน พวกมันทำหน้าที่เป็นไดโพลไฟฟ้า โมเลกุลดังกล่าวถือเป็นขั้ว โมเมนต์ไฟฟ้าของพวกเขาเท่ากับรอบชิงชนะเลิศมูลค่าภายใต้เงื่อนไขต่างๆ
กลุ่มที่สองประกอบด้วยไดอิเล็กตริกซึ่งโมเลกุลมีโครงสร้างสมมาตร เหล่านี้คือพาราฟินออกซิเจนไนโตรเจน ประจุบวกและประจุลบมีความหมายคล้ายกัน หากไม่มีสนามไฟฟ้าภายนอก ก็ไม่มีโมเมนต์ไฟฟ้าเช่นกัน นี่คือโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว
ประจุตรงข้ามในโมเลกุลในสนามภายนอกมีจุดศูนย์กลางเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต่างกัน พวกเขากลายเป็นไดโพลและได้รับโมเมนต์ไฟฟ้าอีกครั้ง
ไดอิเล็กทริกของกลุ่มที่สามมีโครงสร้างผลึกของไอออน
ฉันสงสัยว่าไดโพลมีพฤติกรรมอย่างไรในสนามเครื่องแบบภายนอก (ท้ายที่สุด มันคือโมเลกุลที่ประกอบด้วยไดอิเล็กทริกแบบไม่มีขั้วและแบบมีขั้ว)
ประจุไดโพลใดๆ ก็ตามถูกสร้างด้วยแรง แต่ละอันมีโมดูลัสเท่ากัน แต่มีทิศทางต่างกัน (ตรงกันข้าม) แรงสองอันก่อตัวขึ้นซึ่งมีโมเมนต์หมุน ภายใต้อิทธิพลของไดโพลที่มีแนวโน้มจะเปลี่ยนในลักษณะที่ทิศทางของเวกเตอร์เกิดขึ้นพร้อมกัน ส่งผลให้เขาได้ทิศทางสนามนอก
ไม่มีสนามไฟฟ้าภายนอกในไดอิเล็กทริกแบบไม่มีขั้ว ดังนั้นโมเลกุลจึงปราศจากโมเมนต์ทางไฟฟ้า ในขั้วไดอิเล็กตริก การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนจะเกิดขึ้นอย่างไม่เป็นระเบียบ ด้วยเหตุนี้ โมเมนต์ไฟฟ้าจึงมีทิศทางต่างกัน และผลรวมเวกเตอร์ของพวกมันจึงเป็นศูนย์ นั่นคือไดอิเล็กตริกไม่มีโมเมนต์ไฟฟ้า
ไดอิเล็กทริกในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ
มาวางไดอิเล็กทริกในสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอกัน เรารู้แล้วว่าไดโพลเป็นโมเลกุลแบบมีขั้วและไม่มีขั้วไดอิเล็กทริกที่กำกับขึ้นอยู่กับสนามภายนอก เวกเตอร์ของพวกเขาได้รับคำสั่ง ผลรวมของเวกเตอร์ไม่เป็นศูนย์ และไดอิเล็กตริกมีโมเมนต์ไฟฟ้า ข้างในนั้นมีประจุบวกและลบซึ่งได้รับการชดเชยซึ่งกันและกันและอยู่ใกล้กัน ดังนั้นไดอิเล็กทริกจึงไม่ถูกชาร์จ
พื้นผิวตรงข้ามมีประจุโพลาไรซ์ที่ไม่ได้รับการชดเชยที่เท่ากัน นั่นคือ ไดอิเล็กตริกมีโพลาไรซ์
หากคุณนำอิออนไดอิเล็กตริกมาวางในสนามไฟฟ้า โครงข่ายของผลึกไอออนในนั้นก็จะขยับเล็กน้อย เป็นผลให้ไดอิเล็กตริกชนิดไอออนจะได้รับโมเมนต์ไฟฟ้า
ประจุโพลาไรซ์สร้างสนามไฟฟ้าของตัวเองซึ่งมีทิศทางตรงกันข้ามกับประจุภายนอก ดังนั้นความเข้มของสนามไฟฟ้าสถิตซึ่งเกิดจากประจุที่วางอยู่ในไดอิเล็กตริกจะน้อยกว่าในสุญญากาศ
นักสำรวจ
ภาพวาไรตี้จะแตกต่างออกไป หากนำตัวนำกระแสไฟฟ้าเข้าสู่สนามไฟฟ้าสถิต กระแสไฟฟ้าระยะสั้นจะเกิดขึ้น เนื่องจากแรงไฟฟ้าที่กระทำต่อประจุอิสระจะทำให้เกิดการเคลื่อนไหว แต่ทุกคนก็รู้กฎของการย้อนกลับไม่ได้ของเทอร์โมไดนามิกเช่นกัน เมื่อกระบวนการแมโครในระบบปิดและการเคลื่อนไหวต้องสิ้นสุดลงในที่สุด และระบบจะสมดุล
ตัวนำในสนามไฟฟ้าสถิตคือตัวที่ทำจากโลหะ โดยที่อิเล็กตรอนจะเริ่มเคลื่อนที่ต้านเส้นแรงและจะเริ่มสะสมทางด้านซ้าย ตัวนำทางด้านขวาจะสูญเสียอิเล็กตรอนและได้รับประจุบวก เมื่อประจุแยกออกจากกัน จะได้สนามไฟฟ้า สิ่งนี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต
ภายในตัวนำ ความแรงของสนามไฟฟ้าสถิตเป็นศูนย์ ซึ่งพิสูจน์ได้ง่ายโดยการเคลื่อนที่จากด้านตรงข้าม
คุณลักษณะของพฤติกรรมการชาร์จ
ประจุของตัวนำสะสมบนพื้นผิว นอกจากนี้ยังมีการกระจายในลักษณะที่ความหนาแน่นของประจุถูกปรับให้เข้ากับความโค้งของพื้นผิว ที่นี่จะมากกว่าที่อื่นๆ
ตัวนำและเซมิคอนดักเตอร์มีความโค้งมากที่สุดที่จุดมุม ขอบ และการปัดเศษ นอกจากนี้ยังมีความหนาแน่นของประจุสูง นอกจากการเพิ่มขึ้นแล้ว ความตึงเครียดยังเพิ่มขึ้นในบริเวณใกล้เคียงอีกด้วย ดังนั้นจึงสร้างสนามไฟฟ้าแรงขึ้นที่นี่ ประจุโคโรนาปรากฏขึ้น ทำให้ประจุไหลออกจากตัวนำ
ถ้าเราพิจารณาตัวนำไฟฟ้าในสนามไฟฟ้าสถิต ซึ่งเอาชิ้นส่วนภายในออก จะพบโพรง ไม่มีอะไรจะเปลี่ยนแปลงไปจากนี้ เพราะสนามไม่เคย และจะไม่เป็น ท้ายที่สุดมันขาดหายไปในโพรงตามคำจำกัดความ
สรุป
เราดูที่ตัวนำและไดอิเล็กทริก ตอนนี้คุณสามารถเข้าใจความแตกต่างและคุณสมบัติของการแสดงคุณภาพในเงื่อนไขที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้นในสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ พวกมันจึงมีพฤติกรรมแตกต่างกันมาก
