ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Электростатическое поле - эл.поле, образованное неподвижными электрическими зарядами.Свободные электроны - электроны, способные свободно перемещаться внутри проводника ( в основном в металлах) под действием эл. поля; Свободные электроны возникают при образовании металлов: электроны с внешних оболочек атомов утрачивают связи с ядрами и начинают принадлежать всему проводнику;
- участвуют в тепловом движении и могут свободно перемещаться по всему проводнику.Электростатическое поле внутри проводника- внутри проводника электростатического поля нет ( Е = 0 ), что справедливо для заряженного проводника и для незаряженного проводника, внесенного во внешнее электростатическое поле.- т.к. существует явление электростатической индукции, т.е. явление разделения зарядов в проводнике, внесенном в электростатическое поле ( Евнешнее) с образованием нового электростатического поля ( Евнутр.) внутри проводника.
Внутри проводника оба поля ( Евнешн. и Евнутр.) компенсируют друг друга, тогда внутри проводника Е = 0. Заряды можно разделить:
- металл. экран, внутри которого Е = 0, т.к. весь заряд будет сосредоточен на поверхности проводника.Электрический заряд проводников- весь статический заряд проводника расположен на его поверхности, внутри проводника q = 0; - справедливо для заряженных и незаряженных проводников в эл.поле. Линии напряженности эл.поля в любой точке поверхности проводника перпендикулярны этой поверхности.
ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Внутри диэлектрика может существовать электрическое поле!
Электрические свойства нейтральных атомов и молекул:-положительный заряд ( ядро) сосредоточен в центре; - отрицательный заряд - электронная оболочка; считается, что из-за большой скорости движения электронов по орбитам центр распределения отрицательного заряда совпадает с центром атома.Молекула
- чаще всего - это система ионов с зарядами противоположных знаков , т.к. внешние электроны слабо связаны с ядрами и могут переходить к другим атомам.Электрический диполь
- молекула, в целом нейтральная , но
( различаются строением молекул) : 1) полярные
- молекулы, у которых центры положительного и отрицательного зарядов не совпадают ( спирты, вода и др.);
2)неполярные
- атомы и молекулы, у которых центры распределения зарядов совпадают (инертные газы, кислород, водород, полиэтилен и др.).
ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
- смещение положительного и отрицательного зарядов в противоположные стороны, т.е.ориентация молекул.
Поляризация полярных диэлектриковДиэлектрик вне эл.поля - в результате теплового движения электрические диполи ориентированы беспорядочно на поверхности и внутри диэлектрика. q = 0 и Eвнутр = 0Диэлектрик в однородном эл.поле - на диполи действуют силы, создают моменты сил и поворачивают диполи вдоль силовых линий эл.поля.
НО ориентация диполей - только частичная, т.к. мешает тепловое движение. На поверхности диэлектрика возникают связанные заряды, а внутри диэлектрика заряды диполей компенсируют друг друга. Таким образом, средний связанный заряд диэлектрика = 0.Поляризация неполярных диэлектриков - тоже поляризуются в эл.поле: положительные и отрицательные заряды молекул смещаются,
центры распределения зарядов перестают совпадать (как диполи), на поверхности диэлектрика возникает связанный заряд, а внутри эл.поле лишь ослабляется.
Ослабление поля зависит от свойств диэлектрика.
Электростатическая защита
— помещение приборов, чувствительных к электрическому полю, внутрь замкнутой проводящей оболочки для экранирования от внешнего электрического поля.
Это явление связано с тем, что на поверхности проводника (заряженного или незаряженного), помещённого во внешнее электрическое поле, заряды перераспределяются так (явление электрической индукции), что создаваемое ими внутри проводника поле полностью компенсирует внешнее.