Ładunki elektryczne swobodne i związane, prądy przewodzenia i przesunięcia

Cząsteczki, z których składa się każda substancja, mają ładunki elektryczne… Elektron ma ładunek ujemny e = 0,16 * 10-18 k, a proton ma taki sam ładunek dodatni. Całkowity ładunek atomu, cząsteczki lub ciała składającego się z wielu cząsteczek może być dodatni, ujemny lub równy zeru, w zależności od stosunku między całkowitym ładunkiem dodatnim i ujemnym składowych cząstek elementarnych.

W zależności od zdolności poruszania się w polu elektrycznym ładunki można podzielić na dwie duże grupy. Ładunki pierwszej grupy charakteryzują się możliwością nieograniczonego ruchu w polu elektrycznym i dlatego nazywane są bezpłatne opłaty… Druga grupa ładunków nie ma takiej możliwości, ich ruch jest ograniczony budową atomu, cząsteczki, kryształu lub niejednorodnością budowy materii. Te opłaty to tzw zobowiązany.

Rozdzielenie ładunków swobodnych i związanych nie zawsze zależy tylko od fizycznej natury rozważanych cząstek.Ładunki, które są wolne w jednorodnym ośrodku, można łączyć, tworząc kompozycje składające się z różnych materiałów.

Wolne elektrony i jony substancji pod działaniem pola elektrycznego przemieszczają się z jednej elektrody na drugą, tworząc prąd przewodzenia.

Połączone ładunki elektryczne pod wpływem pola elektrycznego mają zdolność mieszania się tylko w pewnych, często bardzo ograniczonych granicach. Ten proces ruchu, tzw polaryzacja, charakteryzuje się wektorem polaryzacji i zasadniczo zależy od fizycznych połączeń między ładunkami. W polaryzacji ładunki przemieszczają się pod wpływem pola elektrycznego i pojawiają się prąd odchylający.

Dielektryk zawiera równą liczbę wzajemnie połączonych ładunków dodatnich i ujemnych, a działanie zewnętrznego pola elektrycznego wpływa na wzajemne przemieszczenie środków ładunków dodatnich i ujemnych, a w pojawianiu się momentów elektrycznych par przeciwstawnych ładunków — momentów dipolowych. W polu jednorodnym wektor polaryzacji jest średnią wartością całkowitego momentu dipolowego na jednostkę objętości. Polaryzacja dielektryka zależy od natężenia pola elektrycznego.

Nazywa się materiały, w których znaczenie mają tylko prądy przewodzące, a prądy przesunięcia można pominąć kierowcy… Nazywa się materiały, w których prądy przewodzenia są pomijalne i można je pominąć izolatory… Materiały, w których polaryzacja ma duże znaczenie, nazywane są dielektrykami (patrz — Metale i dielektryki - jaka jest różnica?). Te materiały, w których konieczne jest uwzględnienie zarówno prądów przewodzenia, jak i prądów przesunięcia, są klasyfikowane jako półprzewodniki.

Zjawisko polaryzacji dielektryków i pojawiania się prądu polaryzacji w przemyśle wykorzystywane jest do nagrzewania dielektryków o wysokiej częstotliwości (np. suszenie drewna, tektury, ogrzewanie w przemyśle spożywczym) oraz półprzewodników.

Podgrzewany materiał umieszcza się między okładkami kondensatora, do którego przyłożone jest napięcie o wysokiej częstotliwości. Prądy przewodzenia i przesunięcia występujące w materiale umieszczonym w polu elektrycznym o wysokiej częstotliwości powodują powstawanie ciepła w materiale i jego nagrzewanie. Ten rodzaj ogrzewania nazywa się ogrzewanie dielektryczne.

Proces suszenia mokrych materiałów, tj. odprowadzanie z nich wilgoci, może nastąpić na skutek dwóch zjawisk: bezpośredniego odparowania wilgoci z wnętrza materiału i uwolnienia jej w postaci pary oraz przemieszczania się wilgoci w fazie ciekłej z obszarów wewnętrznych na powierzchnię. Obecność pola elektrycznego w materiale znacząco wpływa na odparowywanie i przemieszczanie się wilgoci, co umożliwia znaczne usprawnienie procesu suszenia.