Una sustancia que tiene partículas libres con una carga que se mueve a través del cuerpo de manera ordenada debido al campo eléctrico que actúa se llama conductor en un campo electrostático. Y las cargas de las partículas se llaman libres. Los dieléctricos, en cambio, no los tienen. Los conductores y los dieléctricos tienen naturaleza y propiedades diferentes.
Explorador
En un campo electrostático, los conductores son metales, soluciones alcalinas, ácidas y salinas, así como gases ionizados. Los portadores de cargas libres en los metales son electrones libres.
Al ingresar a un campo eléctrico uniforme, donde los metales son conductores sin carga, el movimiento comenzará en la dirección opuesta al vector de voltaje del campo. Al acumularse en un lado, los electrones crearán una carga negativa, y en el otro lado, una cantidad insuficiente de ellos hará que aparezca un exceso de carga positiva. Resulta que los cargos están separados. Los diferentes cargos no compensados surgen bajo la influencia decampo externo. Por lo tanto, son inducidos y el conductor en el campo electrostático permanece sin carga.
Cargos no compensados
La electrificación, cuando las cargas se redistribuyen entre las partes del cuerpo, se llama inducción electrostática. Las cargas eléctricas no compensadas forman su cuerpo, las tensiones internas y externas son opuestas entre sí. Al separarse y luego acumularse en partes opuestas del conductor, la intensidad del campo interno aumenta. Como resultado, se convierte en cero. Luego el saldo de los cargos.
En este caso, todo el cargo no compensado está fuera. Este hecho se aprovecha para obtener protección electrostática que protege los dispositivos de la influencia de campos. Se colocan en rejillas o cajas metálicas puestas a tierra.
Dieléctricos
Las sustancias que no tienen cargas eléctricas gratuitas en condiciones estándar (es decir, cuando la temperatura no es ni demasiado alta ni demasiado baja) se denominan dieléctricos. Las partículas en este caso no pueden moverse alrededor del cuerpo y solo se desplazan ligeramente. Por lo tanto, las cargas eléctricas están conectadas aquí.
Los dieléctricos se dividen en grupos según la estructura molecular. Las moléculas de los dieléctricos del primer grupo son asimétricas. Estos incluyen agua corriente, nitrobenceno y alcohol. Sus cargas positivas y negativas no coinciden. Actúan como dipolos eléctricos. Tales moléculas se consideran polares. Su momento eléctrico es igual al final.valor bajo todas las diferentes condiciones.
El segundo grupo consiste en dieléctricos, en los que las moléculas tienen una estructura simétrica. Estos son parafina, oxígeno, nitrógeno. Las cargas positivas y negativas tienen un significado similar. Si no hay campo eléctrico externo, tampoco hay momento eléctrico. Estas son moléculas no polares.
Las cargas opuestas en moléculas en un campo externo tienen centros desplazados dirigidos en diferentes direcciones. Se convierten en dipolos y obtienen otro momento eléctrico.
Los dieléctricos del tercer grupo tienen una estructura cristalina de iones.
Me pregunto cómo se comporta un dipolo en un campo uniforme externo (después de todo, es una molécula que consta de dieléctricos polares y no polares).
Cualquier carga dipolar está dotada de una fuerza, cada una de las cuales tiene el mismo módulo, pero una dirección diferente (opuesta). Se forman dos fuerzas que tienen un momento de rotación, bajo cuya influencia el dipolo tiende a girar de tal manera que la dirección de los vectores coincide. Como resultado, obtiene la dirección del campo exterior.
No hay campo eléctrico externo en un dieléctrico no polar. Por lo tanto, las moléculas están desprovistas de momentos eléctricos. En un dieléctrico polar, el movimiento térmico ocurre en completo desorden. Debido a esto, los momentos eléctricos tienen una dirección diferente y su suma vectorial es cero. Es decir, el dieléctrico no tiene momento eléctrico.
Dieléctrico en un campo eléctrico uniforme
Coloquemos un dieléctrico en un campo eléctrico uniforme. Ya sabemos que los dipolos son moléculas polares y no polares.dieléctricos que se dirigen en función del campo externo. Sus vectores están ordenados. Entonces la suma de los vectores no es cero y el dieléctrico tiene un momento eléctrico. En su interior hay cargas positivas y negativas, que se compensan entre sí y están próximas entre sí. Por lo tanto, el dieléctrico no recibe carga.
Las superficies opuestas tienen cargas de polarización no compensadas que son iguales, es decir, el dieléctrico está polarizado.
Si tomas un dieléctrico iónico y lo colocas en un campo eléctrico, entonces la red de cristales de iones en él se desplazará ligeramente. Como resultado, el dieléctrico de tipo iónico recibirá un momento eléctrico.
Las cargas polarizantes forman su propio campo eléctrico, que tiene la dirección opuesta al externo. Por lo tanto, la intensidad del campo electrostático, que está formado por cargas colocadas en un dieléctrico, es menor que en el vacío.
Explorador
Se desarrollará una imagen diferente con los directores. Si se introducen conductores de corriente eléctrica en un campo electrostático, surgirá una corriente a corto plazo, ya que las fuerzas eléctricas que actúan sobre las cargas libres contribuirán a que se produzca movimiento. Pero todo el mundo también conoce la ley de la irreversibilidad termodinámica, cuando cualquier macroproceso en un sistema cerrado y movimiento debe terminar eventualmente, y el sistema se equilibrará.
Un conductor en un campo electrostático es un cuerpo hecho de metal, donde los electrones comienzan a moverse contra las líneas de fuerza ycomenzará a acumularse a la izquierda. El conductor de la derecha perderá electrones y ganará una carga positiva. Cuando las cargas se separan, adquirirá su campo eléctrico. Esto se llama inducción electrostática.
Dentro del conductor, la fuerza del campo electrostático es cero, lo cual es fácil de probar moviéndose desde el lado opuesto.
Características del comportamiento de carga
La carga del conductor se acumula en la superficie. Además, está distribuida de tal forma que la densidad de carga está orientada a la curvatura de la superficie. Aquí será más que en otros lugares.
Los conductores y semiconductores tienen la mayor curvatura en los puntos de las esquinas, los bordes y los redondeos. También hay una alta densidad de carga. Junto con su aumento, la tensión también crece en las cercanías. Por lo tanto, aquí se crea un fuerte campo eléctrico. Aparece una carga de corona que hace que las cargas fluyan desde el conductor.
Si consideramos un conductor en un campo electrostático, del cual se quita la parte interna, se encontrará una cavidad. Nada cambiará de esto, porque el campo no ha sido, ni será. Después de todo, está ausente en la cavidad por definición.
Conclusión
Analizamos los conductores y los dieléctricos. Ahora puede comprender sus diferencias y características de la manifestación de cualidades en condiciones similares. Entonces, en un campo eléctrico uniforme, se comportan de manera bastante diferente.
