Проводники

Металлы считаются наиболее хорошими проводниками электрического заряда.
Есть также очень хорошие проводники, которые не являются металлами.
Среди таких проводников лучшим примером является углерод.

G = 1/ R

То есть, проводимость – это свойство или способность проводника проводить электрический ток.
Нужно понимать, что хорошие проводники представляют собой очень малое сопротивление потоку электрических зарядов и, соответственно, имеют высокую проводимость. Чем лучше проводник, тем больше его проводимость. Например, проводник из меди имеет большую проводимость, чем проводник из алюминия, а проводимость серебряного проводника выше, чем такого же проводника из меди.

Диэлектрики

К диэлектрикам относятся, в первую очередь, газы, которые проводят электрические заряды очень плохо. А также стекло, фарфор, керамика, резина, картон, сухая древесина, различные пластмассы и смолы.

Предметы, изготовленные из диэлектриков, называют изоляторами. Надо отметить, что диэлектрические свойства изоляторов во многом зависят от состояния окружающей среды. Так, в условиях повышенной влажности (вода является хорошим проводником) некоторые диэлектрики могут частично терять свои диэлектрические свойства.

О применении проводников и изоляторов

К примеру, все электрические провода в доме выполнены из металла (чаще всего медь или алюминий). А оболочка этих проводов или вилка, которая включается в розетку, обязательно выполняются из различных полимеров, которые являются хорошими изоляторами и не пропускают электрические заряды.

Нужно отметить, что понятия «проводник» или «изолятор» не отражают качественных характеристик: характеристики этих материалов в действительности находятся в широком диапазоне – от очень хорошего до очень плохого.
Серебро, золото, платина являются очень хорошими проводниками, но это дорогие металлы, поэтому они используются только там, где цена менее важна по сравнению с функцией изделия (космос, оборонка).
Медь и алюминий также являются хорошими проводниками и в то же время недорогими, что и предопределило их повсеместное применение.
Вольфрам и молибден, напротив,  являются плохими проводниками и по этой причине не могут использоваться в электрических схемах (будут нарушать работу схемы), но высокое сопротивление этих металлов в сочетании с тугоплавкостью предопределило их применение в лампах накаливания и высокотемпературных нагревательных элементах.

Изоляторы также есть очень хорошие, просто хорошие  и плохие. Связано это с  тем, что в реальных диэлектриках также есть свободные электроны, хотя их очень мало. Появление свободных зарядов даже в изоляторах обусловлено тепловыми колебаниями электронов: под воздействием высокой температуры некоторым электронам все-таки удается оторваться от ядра и изоляционные свойства диэлектрика при этом ухудшаются. В некоторых диэлектриках свободных электронов больше и качество изоляции у них, соответственно, хуже. Достаточно сравнить, например, керамику и картон.

Самым лучшим изолятором является идеальный вакуум, но он практически не достижим на Земле. Абсолютно чистая вода также будет отличным изолятором, но кто-нибудь видел ее в реальности? А вода с наличием каких-либо примесей уже является достаточно хорошим проводником.
Критерием качества изолятора является соответствие его функциям, которые он должен выполнять в данной схеме. Если диэлектрические свойства материала таковы, что любая утечка через него ничтожно мала (не влияет на работу схемы), то такой материал считается хорошим изолятором.
 
Полупроводники

В отличие от металлических проводников, у которых с ростом температуры проводимость уменьшается, у полупроводников проводимость растет  с увеличением температуры, а сопротивление, как величина обратная проводимости – уменьшается.

При низких температурах сопротивление полупроводников, как видно из  рис. 1, стремится к бесконечности.
Это значит, что при температуре абсолютного нуля полупроводник не имеет свободных носителей в зоне проводимости и в отличие от проводников ведёт себя, как диэлектрик.
При увеличении температуры, а также при добавлении примесей (легировании) проводимость полупроводника растет и он приобретает свойства проводника. 

Рис. 1. Зависимость сопротивлений проводников и полупроводников от температуры

Примерами классических полупроводников являются такие химические элементы, как кремний (Si) и германий (Ge). Более подробно об этих элементах читайте в статье «О проводимости полупроводников».

Статьи по теме: 1. Что такое электрический ток?
                            2. Постоянный и переменный ток
                            3. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                            4. Направление электрического тока
                            5. О скорости распространения электрического тока
                            6. Электрический ток в жидкостях 
                            7. Проводимость в газах
                            8. Электрический ток в вакууме
                            9. О проводимости полупроводников

Внимание!
Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома». Сайт посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и процессы, в них происходящие.

Диэлектрики и проводники – Энциклопедия по машиностроению XXL

При значениях ф, выходящих за указанные пределы, калорическая яркость излучения диэлектриков и проводников существенно изменяется в зависимости от направления.  [c.38]

Эффективная проводимость Л двухкомпонентной, крайне неоднородной системы с 1 = Лд/Лм =0, состоящей из смеси идеальных диэлектриков и проводников с проводимостями Лд и Лм, может быть описана с помощью следующих машинно-эмпирических формул [79]  [c.12]

Предварительное изучение свойств диэлектриков и проводников электрического тока, как это сложилось и в историческом аспекте.  [c.37]

В предыдущих главах были рассмотрены диэлектрики и проводники электрического тока.  [c.302]

Ом-м и занимают промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Температурный коэффициент сопротивления диэлектриков и полупроводников в отличие от металлов отрицателен. Различия между проводниками, и полупроводниками и диэлектриками объясняются с помощью зонной теории.  [c.308]

Кроме того, в последнее время получили широкое распространение полу-проводящие ПВХ-пластикаты, которые по электрическим характеристикам занимают промежуточное положение между диэлектриком и проводниками.  [c.16]

Электронная проводимость связана с образованием электронов в полимерах при ионизации макромолекул, которая может быть вызвана нагреванием, радиационным или световым воздействием. Присутствие пигментов и других неорганических веществ в покрытии благоприятствует электронной проводимости. Электронная проводимость пленок кристаллических полимеров выше, чем аморфных, ионная — наоборот. Особенно высокой электронной проводимостью отличаются полимеры-полупроводники, а также композиции с углеродными и металлическими наполнителями (сажей, графитом,, порошками металлов). Изготовленные из них покрытия по электрической проводимости занимают промежуточное положение между диэлектриками и проводниками для них уу 10 – 10″1 Сы/м. Электрическая проводимость большинства лакокрасочных покрытий находится на уровне электрической проводимости полимеров и составляет 10 -10 См м.  [c.132]

Если в недиспергирующей среде диэлектрическая проницаемость — чисто реактивный параметр, а проводимость — чисто активный, то в среде с дисперсией это различие утрачивается. С увеличением частоты до значений, близких к собственным частотам среды, отличие в свойствах диэлектриков и проводников постепенно исчезает. Так, наличие у среды мнимой части диэлектрической проницаемости с макроскопической точки зрения неотличимо от существования проводимости — и то, и другое приводит к выделению тепла. Поэтому электрические свойства вещества можно характеризовать одной величиной — комплексной диэлектрической проницаемостью  [c.60]

В гл. 2 мы отмечали, что в основу классификации твердых тел могут быть положены различные признаки. По удельной электропроводности а все твердые тела можно разделить на три большие группы металлы, диэлектрики и полупроводники. Металлы являются прекрасными проводниками электрического тока. Их удельная электропроводность при комнатной температуре колеблется от 10 до 10 Ом- -см-. Диэлектрики, наоборот, практически не проводят ток —их используют как изоляторы. Удельная электропроводность этой группы веществ меньше, чем 10 Ом -см . Твердые тела, имеющие промежуточные значения а, т. е. 10 — 10 ° Ом -см , относятся к классу полупроводников.  [c.208]

Естественные полупроводники. Полупроводниками называются кристаллы, электропроводимость которых лежит между электропроводимостью проводников и диэлектриков и имеет совершенно другую, чем у обычных проводников, зависимость от температуры.  [c.341]

Если электрические заряды могут перемещаться сквозь объем тела, переходя от одного электрода к другому, или хотя бы перемещаются в нем на макроскопические расстояния, то такие заряды называются свободными и их движение создает ток проводимости. Наличие свободных зарядов в структуре диэлектрика характеризуется электрической проводимостью у. Эта величина служит некоторым критерием, позволяющим различать диэлектрики, полупроводники и проводники. К диэлектрикам относят вещества с электрической проводимостью, меньшей 10 См/м, а к проводникам — большей 10 См/м. Промежуточные значения проводимости свойственны полупроводниковым материалам. Такое деление несколько условно, но все же переход указанных границ связан, как правило, с изменением физической природы носителей электрических зарядов.  [c.134]

Различие между проводниками, диэлектриками и полупроводниками наиболее наглядно иллюстрируется с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердого тела.  [c.82]

Энергетические диаграммы диэлектриков, полупроводников и проводников различны (рис. В-8).  [c.13]

Механические напряжения, вызванные различным характером связей на границе раздела пленка—подложка (обкладка конденсатора, проводник), внутренними или собственными напряжениями в пленке, связанными с отклонениями от стехиометрического состава, изгибом валентных связей в диэлектрике и т. д.  [c.454]

Функциональные материалы. В ряде случаев в качестве функционального материала для пересечений используется стекло. Применяется также большое количество композиций с соответствующими электрическими свойствами. Выбор композиции обычно диктуется необходимостью получения таких характеристик, которыми не обладает стекло. Наиболее важными надо считать характер температурной зависимости вязкости, совместимость с составом проводников и тепловое расширение, Требование совместимости сводится к тому, чтобы диэлектрики не вступали в такую реакцию с проводниковой композицией, которая может тем или иным образом повлиять на характеристики диэлектриков или проводников.  [c.472]

Удаление тонких изоляционных пленок с проводников. Зачистка изоляции с тонких проводников является одной из проблем технологии радиоприборостроения. Существующие способы удаления изоляции (механический, химический и др.) не обеспечивают надежной зачистки. Технология зачистки проводников от изоляции с помощью СОа Лазера основана на свойствах излучения с длиной волны 10,6 мкм хорошо поглощаться диэлектриками и отражаться от металлов.  [c.168]

С повышением температуры наблюдается известная тенденция к падению излучатель ной способности у диэлектриков и повышению ее у проводников (металлов).  [c.87]

Все материалы, применяемые в технике, по своим электрическим свойствам делят на три группы проводники, полупроводники и диэлектрики. Различаются эти материалы по величине электросопротивления, характеру его температурного изменения и типу проводимости. Резкой границы между диэлектриками и полупроводниками провести нельзя. По величине удельного электросопротивления принято следующее деление проводники — 10 … 10 Ом м и менее полупроводники — 10 … 10 Ом м диэлектрики — 10 …10 Ом-м.  [c.91]

Электрическое сопротивление у диэлектриков и полупроводников с повышением температуры уменьшается, а у проводников растет. У некоторых металлов при внешних воздействиях (например, уменьшении температуры) сопротивление скачком уменьшается практически до нуля (явление сверхпроводимости).  [c.91]

ДЛЯ которой коэффициенты связи индуктивные и емкостные k не равны (тождественно по смыслу неравенство коэффициентов связи по напряжению Kv и току К, П]). В практически применяемых конструкциях, пожалуй, лишь хорошо известные симметричные связанные полосковые линии с однородным диэлектриком и наличием замкнутого экрана представляют собой систему проводников с уравновешенной электромагнитной связью. Отсюда класс структур с неуравновешенной связью более широк.  [c.9]

Электроизоляцио нные материалы отличаются очень малой удельной проводимостью. Количественно разница между проводимостью диэлектриков и проводников столь велика, что она обусловливает и качественную разницу между ними в диэлектриках преобладают не электродинамические явления, характеризующиеся направленным движением огромного числа свободных зарядов (электронов нли ионов), а электростатические, характеризующиеся созданием и закономерностями электрического поля. Вследствие того, что реальные диэлектрики имеют удельную проводимость, не равную нулю, в них наряду с электростатическими явлениями всегда наблюдаются и электродинамические, в нормальных условиях работы выраженные очень слабо. Диэлектрики служат в любом электрическом устройстве для изоляции друг от друга различных токопроводящих деталей, находящихся под разными потенциалами, или для создания электрической емкости в конденсаторах.  [c.10]

В зависимости от химического состава стеклообразные материалы могут быть диэлектриками, полупроводниками и проводниками. Типичными представителями стеклообразных полупроводников являются халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП), которые представляют собой сплавы халькогенов — элементов шестой группы периодической системы (серы 5, селена 5е или теллура Те) с элементами пятой (мышьяк Аз, сурьма 5Ь) или четвертой (кремний 51, германий Ое) групп. К этим же материалам относят элементарный халькоген — стеклообразный селен.  [c.12]

ДВУМЕРНЫЕ ПРОВОДНИКИ — искусственно созданные электропроводянлие системы на границе раздела двух плохо проводящих сред, напр, вакуум — диэлектрик, полупроводник—диэлектрик. Пример Д. п.— слой электронов, удерживаемых над поверхностью диэлектрика с отрицательным сродством к электрону (напр., жидкого Не рис.) силами электростатического изображения (электроны поляризуют диэлектрик и притягиваются к нему), а также внеш. постоянным  [c.565]

Электрич, свойства П. л. характеризуются волновым сопротивлением коаф. замедления п (см. Замедляющая система) и коэф. затухания а. Подвешенные в обращённые П. л. отличаются от др. П. л, тем, что сторона подложки, противоположная полоскам, не металлизирована они обладают меньшими потерями энергии в проводниках, чем микрополосковые линии, допускают передачу большей мощности. Волновые сопротивления и коэф. замедления этих линий зависят от расстояний между диэлектриком и экранами, что используют для перестройки устройств на П. л. и для выравнивания скоростей чётных и нечётных волн в связанных линиях (рис. 1, яе). Такое выравнивание необходимо для создания широкополосных направленных ответвителей.  [c.29]

Наличие мощности Р в законе изменения Э. э. п. (2 ) означает, что эл.-магн. поле может обмениваться энергией с материальными телами, изменяя их внутреннюю (тепловую) и механич. энергии. Примерами передачи Э. э. п. материальным телам могут служить нагрев проводников при протекании электрич. тока (джоулев нагрев) и понде-ромоторное (механическое) воздействие эл.-магн. поля на помещённые в него диэлектрики, магнетики и проводники с током (см. Пондеромоторные силы). Обратный процесс (возбуждение эл.-магн. поля) имеет место, напр., в генераторах эл.-магн. поля (в частности, в динамо-машинах).  [c.615]

В семёйстве керамик легко можно найти. материалы как с большими, так и малыми (даже отрицательными) значениями коэффициента тер гического расширения. Также широк спектр. материалов, среди которых есть и диэлектрики, и полупроводники, и проводники (сравнимые по проводимости с металлами) и сверхпроводники. Важнейшими компонентами современной, конструкционной керамики являются оксиды  [c.51]

Возрастание проводимости в сильном электрическом поле может вызвать нарушение электрической прочности диэлектрика (устойчивого состояния с малой и неизменной во времени электропроводностью). Быстрый рост апт(Ет) приводит к электрическому пробою, когда электрический ток за счет ударной ионизации электронов возрастает в миллиарды раз, разрушая диэлектрик и превращая его в проводник тока. Аналогичный механизм наблюдается при оптическом пробое прозрачных диэлектриков при импульсном воздействии лазерных пучков с большой плотностьк> лучевой мощности.  [c.20]

Диэлектриками являются неионизованные газы, а также жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью заполненной электронами валентной зоной и полностью свободной зоной проводимости. Если термического возбуждения электронов на уровни зоны проводимости не происходит, то такие вещества ведут себя как изоляторы. При малой энергетической щели Д Е или при большей температуре эти вещества ведут себя как полупроводники. Диэлектрики и полупроводники, в отличие от металлических проводников, экспоненциально уменьшают объемное сопротивление при повышении температуры.  [c.320]

Значения р практически применяемых твердых и жидких электроизоляционных материалов (при нормальной температуре, нормальной влажности окружающего воздуха и не слишком высоких значениях напряженностч э.тектрического поля в материале) ленудельных сопротивлений высококачественного твердого диэлектрика и хорошего проводника (при нормальной температуре) выражается колоссальным числом—т-рядка 102 —1025.  [c.18]

Из СПЛ изготавливают различные материалы (пластмассы, пленки, волокна, пеноплас-ты и др., которые применяются для изоляции высоковольтных высокочастотных проводов и кабелей, для изоляции коаксиальных кабелей с большим диаметром проводников, для фольги-рованных диэлектриков и др. целей). Свойства СПЛ приведены в табл. 5.9.  [c.115]

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Презентация на тему: » Проводники и диэлектрики в электростатическом поле в электростатическом поле Проводники и диэлектрики в электростатическом поле.» — Транскрипт:

1

Проводники и диэлектрики в электростатическом поле в электростатическом поле Проводники и диэлектрики в электростатическом поле

2

Проводники в электростатическом поле Проводники в электростатическом поле Диэлектрики в электростатическом поле Диэлектрики в электростатическом поле

3

— металлы; — жидкие растворы и расплавы электролитов; — плазма. Проводники – это вещества, в которых имеются свободные носители электрических зарядов. К проводникам относятся: Проводники в электростатическом поле Проводники в электростатическом поле

4

При внесении проводника в электростатическое поле свободные заряды в нем приходят в движение в направлении против силовых линий. В результате на одном конце проводника возникает избыток отрицательного заряда, на другом его недостаток, а значит избыток положительного заряда. В результате на одном конце проводника возникает избыток отрицательного заряда, на другом его недостаток, а значит избыток положительного заряда. Евнеш Проводники в электростатическом поле Проводники в электростатическом поле

5

Эти заряды создадут свое собственное электрическое поле, которое направлено против внешнего. Внутреннее поле ослабит внешнее. Свободные электроны будут продолжать двигаться и увеличивать внутреннее поле до тех пор, пока оно полностью не погасит внешнее. Е внеш Е внутр Проводники в электростатическом поле Проводники в электростатическом поле

6

Поле внутри проводника, помещенного в электростатическое поле, отсутствует. Поле внутри проводника, помещенного в электростатическое поле, отсутствует. Е внеш Е внутр Проводники в электростатическом поле Проводники в электростатическом поле

7

Проводники в электростатическом поле Проводники в электростатическом поле Электростатические свойства однородных металлических проводников. 1. При помещении проводника во внешнее электростатическое поле наблюдается явление электростатической индукции – появление на противоположных сторонах проводника электрических зарядов разных знаков. 2. Внутри проводника электрический заряд отсутствует; весь статический заряд проводника, полученный им при электризации, может располагаться только на его поверхности. 3. Электрические заряды распределяются по поверхности проводника так, что электростатическое поле оказывается сильнее на выступах проводника и слабее на его впадинах. 4. Если внутри проводника имеется полость, то в каждой точке этой полости напряженность электростатического поля равно нулю (теорема Фарадея). 5. Напряженность электростатического поля на внешней поверхности проводника направлена перпендикулярно к этой поверхности. 6. Во всех точках внутри проводника потенциал электростатического поля имеет одно и то же значение. 7. Если заряженный проводник имеет форму шара или сферы радиусом R, то напряженность и потенциал создаваемого им поля определяются выражениями:

8

Диэлектрики полярныенеполярные + + Диэлектрики – это материалы, в которых нет свободных электрических зарядов. К диэлектрикам относятся воздух, стекло, эбонит, слюда, фарфор, сухое дерево. Диэлектрики Диэлектрики в электростатическом поле Диэлектрики в электростатическом поле

9

полярныенеполярные Диэлектрики в электростатическом поле Диэлектрики в электростатическом поле

10

полярныенеполярные Диэлектрики в электростатическом поле Диэлектрики в электростатическом поле

11

Поляризация диэлектрика – это смещение в противоположные стороны разноименных зарядов, входящих в состав атомов и молекул вещества. Диэлектрическая проницаемость среды – это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электрического поля внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля в вакууме. Е0Е0 Е ε =ε =ε =ε = Диэлектрики в электростатическом поле Диэлектрики в электростатическом поле

Что такое проводники и диэлектрики

Проводники это вещества, имеющие в своей структуре массу свободных электрических зарядов, способных перемещаться под воздействием внешней силы по всему объёму материала.

К группе проводников в электростатическом поле относят металлы и их соединения, некоторые виды электротехнического угля, растворы солей (кислот, щелочей), ионизированные газы.

Лучшим проводящим материалом считается металл, например, золото, платина, медь, алюминий. К неметаллическим веществам, проводящим ток, относится углерод.

Проводник

Диэлектрики – вещества, противоположные по своим свойствам проводникам. При отсутствии нагревания заряженные частицы в нейтральном атоме тесно взаимосвязаны и не могут осуществлять движения в объеме материала. В связи с этим электрический ток в непроводнике протекать не может.

Диэлектрик

К материалам, непроводящим электрический ток, относят: керамику, резину, бумагу, стекло, фарфор, смолу, сухую древесину. Лучшим диэлектриком считается газ. Качества диэлектриков зависят от температуры и влажности среды, в которой они находятся.

Проводники и диэлектрики активно используют в электротехнической области. Пример – материалом, из которого производят провода (кабели), служат проводники, изготовленные из металла. Изолирующие оболочки для них производят из диэлектриков – полимеров.

Свойства материалов

Лучшими считаются проводники, сырьем для производства которых послужило серебро, золото или платина. Повсеместное их использование ограничивается только большой стоимостью материала. Такие изделия нашли применение в оборонной и космической промышленности

В этих сферах важно обеспечение самого высокого качества оборудования, независимо от его стоимости

Гораздо шире область применения медных и алюминиевых материалов. Невысокая стоимость и отличные проводящие качества позволили использовать их во многих отраслях хозяйствования.

В диэлектриках повышение температуры может приводить к возникновению свободных электрических зарядов. Это электроны, оторвавшиеся от ядра из-за температурных колебаний. Обычно это небольшое количество свободных зарядов. Но существуют изоляторы, в которых это число достигает существенных размеров. В этом случае изоляционные качества диэлектрика ухудшаются.

Обратите внимание! Надежным считается диэлектрик, если возникающий в нём небольшой ток утечки не мешает работе всей системы. Лучшим диэлектриком считается абсолютный вакуум, а также полностью очищенная вода

Но таковых в природе не найти, а создать их искусственным путём очень сложно. Включение в жидкость любой примеси обеспечивает ей проводящие качества

Лучшим диэлектриком считается абсолютный вакуум, а также полностью очищенная вода. Но таковых в природе не найти, а создать их искусственным путём очень сложно. Включение в жидкость любой примеси обеспечивает ей проводящие качества.

Три опыта для демонстрации проводимости различных веществ

Рассмотрим три опыта, которые продемонстрируют нам то, как различные вещества могут по-разному пропускать электрические заряды.

Первый эксперимент

Возьмём два электрометра. Один из них зарядим, а второй, наоборот, разрядим. Разрядить электрометр с небольшим зарядом просто – достаточно прикоснуться к нему рукой: наша кожа является неплохим проводником, поэтому заряд с шара электрометра перейдёт к нам. Однако будьте ОСТОРОЖНЫ! Благодаря тому, что кожа является хорошим проводником, человек подвержен опасности при контакте с носителями большого электрического заряда.

Теперь возьмём провод на изолированной пластмассовой ручке (изолирует руку от металлической проволоки) – и прикоснёмся к шарам этих электрометров. При этом стрелка второго электрометра практически моментально отклонится от вертикального положения

Обратим внимание на то, как быстро произошло протекание заряда от одного электрометра к другому. Это говорит о том, что металлы – очень хорошие проводники

Необходимо отметить тот факт, что металлы тоже обладают разной проводимостью. Наиболее хорошо проводят электрические заряды такие металлы, как серебро, медь и алюминий.

Второй эксперимент

Сообщим дополнительный заряд первому электрометру и разрядим второй электрометр.

Теперь возьмём деревянную линейку и положим её на два электрометра. Что при этом произойдёт? Для чистоты эксперимента изолируем линейку от руки с помощью, к примеру, листа бумаги.

Мы видим, что стрелка второго электрометра отклоняется не так резко, как в первом эксперименте, а постепенно. Это означает, что электрические заряды по дереву тоже проходят, то есть дерево можно считать проводником. Но, естественно, его свойства проводимости отличаются от свойств металлов. Следовательно, можно говорить о том, что такие вещества, как дерево и металл, существенно отличаются своей проводимостью.

Третий эксперимент

В третьем эксперименте мы пронаблюдаем за тем, как ведут себя диэлектрики.

Для этого повторим эксперимент следующим образом: разрядим второй электрометр и сообщим дополнительный заряд первому электрометру.

Затем возьмём стеклянную палочку и потрём её о бумагу. В результате взаимодействия происходит разделение электрического заряда, то есть электризация. При этом само стекло не является проводником, то есть стекло плохо пропускает электрический заряд. Теперь приложим палочку к обоим электрометрам.

В данном случае мы наблюдаем следующее: после прикосновения палочки к шарам электрометров совершенно ничего не происходит. То есть второй электрометр остаётся незаряженным. Это означает, что стекло у нас не пропускает электрические заряды.

Немаловажным является тот факт, что важное значение для проводимости некоторых веществ имеет состояние окружающей среды. Например, если повышается влажность воздуха (о которой мы говорили в предыдущей теме), то в этом случае многие вещества будут вести себя, как проводники

Наглядной демонстрацией этого может служить молния. Ведь молния обычно наблюдается тогда, когда идёт дождь, то есть влажность максимальна. Соответственно, во влажном воздухе начинает проходить электрический заряд, то есть электрический заряд идёт по воздуху (газу). Хотя в обычной ситуации воздух не проводит электрический заряд. То есть воздух становится проводником именно в том случае, когда изменилась влажность. Можно и привести и другие примеры, подтверждающие влияние влажности на проводимость материалов.

На следующем уроке мы познакомимся с вопросами, связанными с зарядами: какие заряды существуют и существует ли минимальный электрический заряд.

Список литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Фестиваль педагогических идей «открытый урок» (Источник).
2. Интернет-портал Works.tarefer.ru (Источник).
3. Уроки (Источник).

Домашнее задание

1. П. 27, вопросы 1–4. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. Каким свойством должны обладать нити, на которых подвешиваются заряженные тела при экспериментах по электричеству?
3. Почему стрелка электроскопа отклоняется, когда электроскоп заряжают? Зависит ли отклонение от знака заряда?
4. Как можно опытным путём отличить проводник от диэлектрика?

§ 5. Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Как нам уже известно, проводник представляет собой тело, которое содержит большое число свободных электронов, заряды которых компенсируются положительными зарядами ядер атомов. Если металлический проводник поместить в электрическое поле (рис. 12), то под влиянием сил поля свободные электроны проводника придут в движение в сторону, противоположную направлению сил поля. В результате этого на одной стороне проводника возникает избыточный отрицательный заряд, а на другой стороне проводника — избыточный положительный заряд.

Рис. 12. Проводник в электрическом поле

Разделение зарядов в проводнике под влиянием внешнего электрического поля называется электризацией через влияние, или электростатической индукцией, а заряды на проводнике — индуцированными зарядами.

Индуцированные заряды проводника создают добавочное электрическое поле, направление которого противоположно внешнему полю.

Результирующее электрическое поле внутри проводника уменьшается, а вместе с ним уменьшаются силы, действующие на перераспределение зарядов. Движение зарядов в проводнике прекратится, когда напряженность поля, вызванного индуцированными зарядами проводника ε_п, станет равной напряженности внешнего поля ε_вн, а результирующая напряженность поля внутри проводника будет равна нулю.

Как было указано выше, диэлектрик отличается от проводника отсутствием свободных электронов (точнее, весьма малым количеством свободных электронов). Электроны атомов диэлектрика прочно связаны с ядром атома.

Диэлектрик, внесенный в электрическое поле, так же как и проводник, электризуется через влияние. Однако между электризацией проводника и диэлектрика имеется существенная разница. Если в проводнике под влиянием сил электрического поля свободные электроны передвигаются по всему объему проводника, то в диэлектрике свободного перемещения электрических зарядов произойти не может. Но в пределах каждой молекулы диэлектрика возникает смещение положительного заряда вдоль направления электрического поля и отрицательного заряда в обратном направлении. В результате на поверхности диэлектрика возникнут электрические заряды.

Рассматриваемое явление называется поляризацией диэлектрика.

Различают диэлектрики двух классов. У диэлектриков первого класса молекула в нейтральном состоянии имеет положительный и отрицательный заряды, настолько близко расположенные один к другому, что действие их взаимно компенсируется. Под влиянием электрического поля положительные и отрицательные заряды в пределах молекулы несколько смещаются один относительно другого, образуя диполь* (рис. 13).

* ()

Рис. 13. Электрические заряды молекул диэлектрика: а — без внешнего поля, б — при наличии поля

У диэлектриков второго класса молекулы и в отсутствие электрического поля образуют диполи. Такие диэлектрики называются полярными. К ним относятся вода, аммиак, эфир, ацетон и т. д. У таких диэлектриков при отсутствии электрического поля диполи в пространстве расположены хаотически, и вследствие этого результирующее электрическое поле вокруг полярного диэлектрика равно нулю. Под действием внешнего электрического поля молекулы (а стало быть, и диполи) стремятся повернуться так, чтобы их оси совпали с направлением внешнего поля. С устранением электрического поля поляризация диэлектрика исчезает. Таким образом, поляризация представляет собой упругое смещение электрических зарядов в веществе диэлектрика.

При некоторой определенной величине напряженности электрического поля смещение зарядов достигает предельной величины, после чего происходит разрушение — пробой диэлектрика, в результате которого диэлектрик теряет свои изолирующие свойства и становится токопроводящим.

Напряженность электрического поля, при которой наступает пробой диэлектрика, называется пробивной напряженностью ε_пр. Напряженность поля, допускаемая при работе диэлектрика ε_доп, должна быть меньше пробивной напряженности. Отношение

называется запасом прочности.

Приведем значения пробивной напряженности (в кв/мм) для некоторых диэлектриков:

Зависимость сопротивления проводника от частоты тока

При воздействии электрического тока индукция магнитного поля происходит внутри прямолинейного проводника и в окружающем его пространстве. Магнитные линии образуют концентрические окружности.

Распределение переменного тока по сечению

Если проводник с током условно разбить на несколько параллельных друг другу нитей тока, то можно установить, что, чем ближе токовая нить находится к оси проводника, тем больший замыкающийся внутри магнитный поток её охватывает. Индуктивность нити и индуктивное сопротивление находятся в пропорциональной зависимости от магнитного потока, с нею связанного.

В связи с этим в нитях с переменным током, находящихся внутри проводящего вещества, возникает большее индуктивное сопротивление, чем в нитях, находящихся снаружи. Образуется неравномерность тока по сечению, возрастающая от оси к поверхности проводника, чем и объясняется увеличение сопротивления проводников переменному току. Это явление называется поверхностным эффектом.

Из-за неравномерного распределения плотности тока происходит увеличение сопротивления проводника. При небольшой частоте в 50 Гц и малом сечении медного провода явление поверхностного эффекта почти незаметно. При значительном увеличении частоты и сечения проводника из железа это явление будет более активным.

Обратите внимание! Чем выше частота тока в цепи, тем ближе к поверхности проводника находятся электрические заряды, и тем больше возрастает его сопротивление

Электричество и магнетизм

Электричество известно с давних времён, но иных сведений, кроме признания существования, о явлении не приводилось. Узнали лишь, что статический заряд удаётся получить трением, и дело застопорилось. Сложно сказать, что открыто раньше, но геологи считают, что магнетизм известен людям по крайней мере с V века до нашей эры. Находки указывают, что намагниченные куски породы использовались в неизвестных целях на территории современной Турции.

Известно, что систематизация данных по магнетизму началась раньше. Первопроходцем стал известный ныне, благодаря единственному документу, Перегрин. В 1269 году он написал манускрипт, где описал и систематизировал данные по магнитам, предложил методику ориентации для путешественников в пространстве. С латинского «перегринус», «пилигрим» – путешественник. Уже в первые века нашей эры свойство магнита активно эксплуатировалось китайскими мореходами. Перегрин вскрывал ряд свойств:

1. Магнит всегда располагается по направлению с севера на юг. Следовательно, обнаруживает два полюса. Одноименные отталкиваются, а разноимённые притягиваются.
2. Если магнит разломить пополам, получается два совершенно отдельных куска, обладающие в полной мере свойствами первоначального. Получить полюс по отдельности простыми средствами не получится.

Что касается электричества, физики отдают несомненный приоритет Гильберту. Этот человек создал трактат, где собрал и систематизировал имеющиеся данные, много экспериментировал самостоятельно. Гильберт, по странному совпадению занялся сравнением магнетизма и электричества. К 1600 году никто не задумывался о связи материй и ничего не мог доказать. Гильберт установил, что электричество – в его понимании – считается слабой субстанцией: заряд легко смывается водой, экранируется и характеризуется малой силой взаимодействия

Для теории и будущих поколений сделал важное наблюдение:

• Магнитный шар из руды – Гильберт назвал его Тереллой – ведёт себя подобно Земному в смысле действия на стрелку компаса.
• Электрическое взаимодействие распространяется по прямой. Следовательно, Гильберт оказался первым, кто правильно охарактеризовал силовые линии поля.

Два века понадобилось человечеству, чтобы подобный эффект обнаружить в проводе с током. Сказанное приводит к выводу, что исследования тормозились, вдобавок к инквизиции, отсутствием генератора электричества – не с чем проводить эксперименты. Тереть янтарь шерстью утомительно и малоэффективно. Иллюстрации Гильберта (см. рис.) подтолкнули исследователей к изучению структуры силовых линий, что в будущем помогло объяснить поведение диэлектриков и проводников в магнитном поле.

Гильберту приписывают первую систематизации материалов. Он искал вещества, демонстрирующие способности к электризации, составил списки отличающихся. В последний класс попало большинство металлов, в первый – диэлектрики. Сегодня установлено, что статический заряд распределить возможно практически на любом теле. Но трением приобретают необычные свойства преимущественно диэлектрики. Таким образом, Гильберт первым систематизировал материалы, хотя на момент 1600 года не смог дать удовлетворительные объяснения.

Считается, что первый электростатический генератор изобрёл Отто фон Герике. Серный шар, вращающийся на железной оси, натирали ладонями, наблюдая искры электрического разряда. Герике обнаружил перераспределение статического электричества по поверхности различных тел. На основе созданного генератора стали ставить опыты, к середине XVIII века материалы оказались поделены на классы (проводники и диэлектрики) и по знаку получаемого трением заряда. Появилось смоляное (отрицательное) и стеклянное (положительное) электричество.

Дальнейшие эксперименты позволили при помощи крутильных весов (на тонкой нити) установить закон притяжения и отталкивания между зарядами. Это сделал Шарль Кулон. Он описал количественно силу взаимодействия, подтвердив предположение Гильберта о линейности силовых линий электрических зарядов. На это ушло без малого два века. Закон Кулона позволил учёным дать первые объяснения касательно поведения диэлектриков и проводников в электрическом поле. Уже тогда присутствовало любопытное приспособление, способное удивить и скептика…

Проводник

Иная картина сложится с проводниками. Если проводники электрического тока внести в электростатическое поле, в нем возникнет кратковременный ток, так как действующие на свободные заряды электрические силы будут способствовать возникновению движения. Но также всем известен закон термодинамической необратимости, когда любой макропроцесс в замкнутой системе и движение должны в итоге закончиться, а система уравновеситься.

Проводник в электростатическом поле — это тело из металла, где электроны начинают движение против силовых линий и начнут накапливаться слева. Проводник справа потеряет электроны и получит положительный заряд. При разделении зарядов он обретет свое электрическое поле. Это называется электростатической индукцией.

Внутри проводника напряженность электростатического поля нулевая, что легко доказать, двигаясь от обратного.

Демонстрация работы электрометра

Как же устроен электрометр? Практически так же, как и электроскоп.

В верхней части электроскопа располагается шар (специально делается таким образом, чтобы можно было на нём разместить как можно большее количество зарядов). Металлический стержень проходит через пластмассовую пробку внутри металлического корпуса, который с двух сторон защищён стёклами. В нижней части стержня укреплена стрелка.

Стрелка, получая заряд от металлического стержня, знак которого совпадает с зарядом стержня, отталкивается, и по отклонению этой стрелки от вертикали можно судить о величине электрического заряда. Как видно на рисунке, в электрометре есть некая шкала, которая позволяет по углу отклонения стрелки судить о величине электрического заряда.

Рассмотрим действие электрометра.

Возьмём стеклянную палочку, потрём её о бумагу, чтобы в результате трения она стала наэлектризованной. Поднесём теперь палочку к шару электрометра, в результате заряд палочки передаётся шару электрометра, от которого получает заряд металлический стержень и стрелка электрометра. Поскольку стержень и стрелка обладают одноимённым зарядом, то стрелка отклоняется от стержня, тем самым демонстрируя нам наличие электрического заряда (Рис. 6).

Рис. 6. Принцип работы электрометра (Источник)

Итак, мы рассмотрели устройство электрометра и электроскопа – простейшие приборы, которые можно использовать для регистрации и оценки величины электрического заряда

Обратите внимание, что по отклонению стрелки можно судить о величине электрического заряда. Грубо говоря, электрометр – это электроскоп со шкалой

Именно благодаря этому усовершенствованию Ломоносов и использовал электрометр для изучения электрических явлений.

Формула определения длины проводника

Найти длину проводника можно путём непосредственного его измерения, например, рулеткой. Если предстоит подсчитать протяженность скрытой электропроводки в жилище, нужно учесть, что прокладывают её обычно горизонтально по стенам на расстоянии 15-20 см от потолка. Вертикально, под прямым углом, делают опуски на выключатели и розетки. Если проводник труднодоступен (заземляющие проводники), либо длина его велика, этот метод может оказаться сложно выполнимым.

Тогда длина проводника определяется другим способом. Для этого необходимо подготовить:

• строительную рулетку,
• тестер,
• штангенциркуль,
• таблицу электропроводности металлов.

Сначала нужно измерить сопротивление отдельных участков электропроводки. Далее определить сечение провода и материал, из которого он изготовлен. Обычно в быту используются алюминиевые или медные проводящие материалы.

Из формулы определения сопротивления (R = r * L * s) находят длину проводника по формуле:

L = R / r*s,

где:

• L – длина провода,
• R – его сопротивление,
• r – удельное сопротивление материала (для меди составляет от 0,0154 до 0,0174 Ом, для алюминия – от 0,0262 до 0,0278 Ом),
• s – площадь поперечного сечения провода.

Рассчитывают сечение провода:

S = π/4 * D2,

где:

• π – число, приблизительно равное 3,14;
• D – диаметр, замеряемый штангенциркулем.

Если необходимо найти длину провода, смотанного в бухту, определяют длину одного витка в метрах и умножают на число витков.

Если катушка круглого сечения, измеряют её диаметр, умножают на число π и на количество витков:

L = d * π * n,

где:

• d – диаметр катушки,
• n – число витков провода.

Поведение проводника в электрическом поле

Деление на проводники, полупроводники и диэлектрики условное. Нет чёткой границы, градация ведётся по удельной проводимости веществ. Проводники хорошо проводят ток, диэлектрики практически лишены указанного качества.

Рассмотрим случай однородного поля с прямыми и параллельными друг другу силовыми линиями, как в большинстве учебников физики. Помещённый в постоянное поле металл начинает заряжаться статическим электричеством, как описано выше. Смысл: линии напряжённости идут в направлении, куда двигался бы положительный заряд – так решил Франклин. Но электроны отрицательны, плывут против течения.

В результате на образце проводника со стороны истока поля скапливается избыток носителей со знаком минус. А противоположный конец металла положителен. Процесс происходит так:

1. Поле проникает внутрь металла.
2. Проводник полон свободных носителей заряда, двигающихся вдоль силовых линий.
3. Процесс перераспределения идёт, пока собственное поле электронов и свободных орбит атомов не уравновесит внешнее воздействие.
4. На этом влияние постоянного электрического поля исчерпывается.

Особенности поведения заряда

Заряд проводника скапливается на поверхности. Кроме того, он распределяется таким образом, что плотность заряда ориентируется на кривизну поверхности. Здесь она будет больше, чем в других местах.

Проводники и полупроводники имеют кривизну больше всего на остриях угла, кромках и закруглениях. Здесь же наблюдается и большая плотность заряда. Наряду с ее увеличением растет и напряженность рядом. Поэтому здесь создается сильное электрическое поле. Появляется коронный заряд, из-за чего стекаются заряды от проводника.

Если рассмотреть проводник в электростатическом поле, у которого изъята внутренняя часть, обнаружится полость. От этого ничего не изменится, потому что поля как не было, так и не будет. Ведь в полости оно отсутствует по определению.

Проводники

Проводники имеют частично заполненную валентную зону, которая перекрывается с зоной проводимости. Это приводит к способности валентных электронов свободно перемещаться в кристалле или направлено двигаться под действием внешнего поля. Отсутствие запрещенной зоны у металлов объясняется тем, что в их кристаллах s- и p-зоны перекрываются, а количество валентных электронов чрезвычайно мало по сравнению с числом свободных орбиталей в валентной зоне.

Спаренные электроны валентной зоны могут свободно переходить с нижних энергетических уровней на свободные уровни, в том числе и на свободные уровни зоны проводимости. Это обеспечивает высокую электропроводность металлов. Наибольшую электропроводность, с точки зрения зонной теории, имеют металлы, в которых количество электронов в валентной зоне равно числу электронных уровней в зоне проводимости. При этом условии все электроны могут переходить в квазисвободное состояние и участвовать в переносе электричества. К металлам с высокой электропроводностью принадлежат щелочные металлы (Li, Na, K), d-металлы I группы (Cu, Ag, Au), а также металлы II группы (Mg, Ca, Sr, Zn, Cd, Hg), в которых наблюдается перекрытие валентной зоны и зоны проводимости.

Диэлектрик и проводник – в чем разница?

Dielectricnoun

(метаматериал) Электроизоляционный или непроводящий материал, рассматриваемый на предмет его электрической восприимчивости, то есть его свойства поляризации при воздействии внешнего электрического поля.

Проводник существительное

Тот, кто руководит или ведет; Руководство; директор.

Диэлектрическая прилагательная

(электрическая) изоляционная

Проводниковая сущность

(музыка) Лицо, которое дирижирует оркестром, хором или другим музыкальным ансамблем; профессионал, чья профессия – дирижер.

Диэлектрик существительное

Любое вещество или среда, передающие электрическую силу посредством процесса, отличного от проводимости, как в явлениях индукции; непроводник, отделяющий наэлектризованное за счет индукции тело от наэлектризованного тела.

Проводник существительное

Лицо, которое берет билеты на общественный транспорт и помогает пассажирам

‘проводник поезда; кондуктор трамвая;

Диэлектрик существительное

материал, такой как стекло или фарфор с незначительной электрической или теплопроводностью

Проводник существительное

То, что может передавать электричество, тепло, свет или звук.

Диэлектрик

В электромагнетизме диэлектрик (или диэлектрический материал) представляет собой электрический изолятор, который может поляризоваться под действием приложенного электрического поля. Когда диэлектрический материал помещается в электрическое поле, электрические заряды не протекают через материал, как в электрическом проводнике, а вместо этого лишь слегка смещаются от своих средних положений равновесия, вызывая поляризацию диэлектрика.

Существительное кондуктора

(математика) Идеальное кольцо, измеряющее расстояние от его полного замыкания

Существительное проводника

Рифленый звук или посох, используемый для управления инструментами, такими как литографический пинцет; директор.

Проводник существительное

(архитектура) Лидер.

Проводник существительное

Тот, кто или тот, кто руководит; лидер; командир; Руководство; менеджер; директор.

«Рвение, слепой проводник воли»;

Кондуктор сущ.

Ответственный за общественный транспорт, например, поезд или трамвай.

Дирижер существительное

Руководитель или руководитель оркестра или хора.

Проводник существительное

Вещество или тело, способное быть средой для передачи определенных сил, особенно.тепло или электричество; в частности, громоотвод.

Conductornoun

Рифленый звук или посох, используемый для управления инструментами, например, щипцы для литотриптов и т.д .; директор.

Conductor сущ.

То же, что и Leader.

Проводник существительное

человек, который возглавляет музыкальную группу

Проводник существительное

устройство, предназначенное для передачи электричества, тепла и т. Д.

Проводник существительное

вещество, которое легко проводит, например электричество и тепло

Проводник существительное

лицо, которое собирает плату за проезд в общественном транспорте

В чем разница между диэлектриком и проводником?

Как существительное, разница между диэлектриком

Как прилагательное

Другие сравнения: в чем разница?

Разница между диэлектриком и конденсатором

Конденсатор – это электрическое устройство, которое накапливает электрический заряд, а диэлектрик – это материал, не пропускающий ток.Диэлектрики часто называют изоляторами, поскольку они противоположны проводникам. Все электроны в диэлектрическом материале прочно связаны со своим родительским ядром, поэтому свободные электроны не могут переносить ток. Таким образом, электрическая проводимость диэлектриков очень низкая. Давайте внимательно посмотрим, как они связаны друг с другом и чем они отличаются по функциям, свойствам и использованию.

Что такое диэлектрик?

Диэлектрик – это изолирующий материал с плохой проводимостью электрического тока, но эффективно поддерживающий электростатические поля.Это среда или вещество, способное выдерживать высокое электрическое напряжение без заметной проводимости. При приложении напряжения энергия в виде электрического заряда удерживается диэлектриком. Большая часть этой энергии сохраняется при снятии напряжения. Диэлектрический материал представляет собой более или менее изолирующий материал, который становится поляризованным при контакте с электрическим полем. Как и любой материал, диэлектрик представляет собой совокупность ионов с положительными и отрицательными зарядами, баланс которых обеспечивает электрическую нейтральность.Из-за диэлектрической поляризации положительные заряды смещаются в направлении электрического поля, а отрицательные заряды смещаются в направлении, противоположном полю.

Что такое конденсатор?

Конденсатор – это двусторонний электрический компонент, состоящий из пары проводников, разделенных диэлектрическим изолятором. Это один из основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Их особенность делает их способность накапливать электрическую энергию.Конденсатор – это один из трех основных компонентов цепи, наряду с резисторами и индукторами. Он удерживает электрический заряд, когда на него подается напряжение, и высвобождает заряд по мере необходимости. Конденсаторы встречаются повсеместно на высокоскоростных печатных платах, но инженеры часто не полностью понимают их электрические характеристики. Хотя конденсаторы различаются по размеру и форме, основная конфигурация остается той же, то есть два проводника несут одинаковые, но противоположные заряды. Конденсаторы в основном характеризуются материалом, из которого изготовлен их диэлектрик: переменный воздух, бумага, слюда, керамика, пластик, оксид титана и электролитический.

Разница между диэлектриком и конденсатором

1. Основы диэлектрических стихов Конденсатор

– Диэлектрик – это изолирующий материал с плохой проводимостью электрического тока, но эффективно поддерживающий электростатические поля. Это среда или вещество, способное выдерживать высокое электрическое напряжение без заметной проводимости.

Конденсатор, с другой стороны, представляет собой двусторонний электрический компонент, состоящий из пары проводников, разделенных диэлектрическим изолятором.Это один из основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Конденсатор – это один из трех основных компонентов цепи, наряду с резисторами и индукторами.

2. Функция диэлектрических стихов Конденсатор

– Конденсаторы используются в большинстве электрических цепей для хранения электроэнергии и возврата энергии в цепь при необходимости. Проще говоря, основная функция конденсатора – хранить энергию.Существуют разные формы конденсаторов, которые можно использовать для выполнения различных функций в разных схемах.

Диэлектрические материалы имеют очень высокое удельное сопротивление по сравнению с проводниками, поэтому они используются для разделения проводников с разными потенциалами, таких как пластины конденсаторов или линии электропередач. Когда между заряженными пластинами помещается диэлектрик, емкость системы увеличивается.

3. Свойства диэлектрических стихов Конденсатор

– Диэлектрики – это неметаллические материалы с высоким сопротивлением и очень большой запрещенной зоной.Диэлектрическая проницаемость материала определяет способность конденсатора накапливать энергию при приложении к нему напряжения. Все электроны в диэлектрическом материале прочно связаны со своим родительским ядром. В отсутствие свободных электронов, переносящих ток, электрическая проводимость становится очень низкой.

Свойство конденсаторов заключается в том, чтобы накапливать энергию в электрическом поле и увеличивать и усиливать эффект емкости. Емкость – это свойство конденсатора, которое сопротивляется изменению напряжения на нем.

4. Применения диэлектрика и конденсатора

– Конденсаторы чаще всего используются для накопления энергии. Конденсаторы обычно используются в электронных схемах для различных задач, таких как обеспечение гибких возможностей фильтрации, сглаживания, накопления энергии, снижения шума, настройки схемы и многого другого. Конденсаторы дополнительно используются в приложениях для согласования мощности, связи или развязки сигналов, дистанционного зондирования и сглаживания источников питания.

Основное применение диэлектриков – изготовление конденсаторов.Диэлектрический материал имеет очень высокое удельное сопротивление, поэтому используется для разделения проводников с разными потенциалами, таких как пластины конденсатора или линии электропередач.

Диэлектрик и конденсатор: сравнительная таблица

Сводка диэлектрических стихов Конденсатор

Конденсатор – один из самых основных пассивных компонентов, способных накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Свойство конденсаторов заключается в том, чтобы накапливать энергию в электрическом поле и увеличивать и усиливать эффект емкости.Он состоит из двух проводящих пластин, разделенных изоляционным материалом, называемым диэлектриком. Диэлектрик – это просто еще один термин для обозначения изолятора. Как и любой материал, диэлектрик представляет собой совокупность ионов с положительными и отрицательными зарядами, баланс которых обеспечивает электрическую нейтральность. Основным свойством диэлектрического материала является его способность выдерживать высокие электрические нагрузки, рассеивая при этом минимальную энергию в виде тепла.

Вне своей профессиональной жизни Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый – это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать работать.Поначалу это может показаться глупым, но через некоторое время это расслабляет и облегчает начало разговора с совершенно незнакомыми людьми – вот что он сказал ».

: Если вам понравилась эта статья или наш сайт. Пожалуйста, расскажите об этом. Поделитесь им с друзьями / семьей.

Cite
APA 7
Хиллар, С. (10 июня 2019 г.). Разница между диэлектриком и конденсатором. Разница между похожими терминами и объектами.http://www.differencebetween.net/science/physics-science/difference-between-dielectric-and-capacitor/.
MLA 8
Хиллар, Сагар. «Разница между диэлектриком и конденсатором». Разница между похожими терминами и объектами, 10 июня 2019 г., http://www.differencebetween.net/science/physics-science/difference-between-dielectric-and-capacitor/.

Разница между диэлектриком и изолятором (с таблицей)

Диэлектрик и изоляторы – это два изолятора, но с совершенно разными функциями и работой.Диэлектрический изолятор позволяет и даже экономит электричество, в то время как изоляторы препятствуют прохождению электричества через него и даже противостоят теплу. Хотя, будучи изолятором, оба они работают противоположно и имеют совершенно разное применение. Один используется для экономии электричества, а другой используется для сопротивления электричеству и теплу.

Разница между диэлектриком и изолятором заключается в том, что материал, который накапливает или сохраняет электрическую энергию в электрическом поле, является диэлектрическим материалом, а с другой стороны – материалом, который блокирует поток электронов. в электрическом поле – изолятор.

Диэлектрический материал может поляризоваться в присутствии электрического поля, в то время как изоляторы, с другой стороны, не поляризованы. Говоря о диэлектрической проницаемости, диэлектрические имеют их большое количество, а изоляторы имеют сравнительно низкую диэлектрическую проницаемость.

Электрические заряды накапливаются в диэлектрических материалах, а в изоляторах они блокируются. Изоляторы обычно используются в проводах и кабелях, поскольку они предотвращают попадание электричества, так что нет шансов получить удар электрическим током, пока в конденсаторе обычно используется диэлектрический материал.

Диэлектрические материалы используются для проверки того, достаточно ли изоляция компонента защищает пользователей от поражения электрическим током. В то время как изоляторы в основном используются перед любыми испытаниями высокого напряжения, чтобы исключить любые загрязнения в изоляции электричества. Диэлектрики способны выдерживать высокие электрические нагрузки без какой-либо проводимости. Но изоляторы ограничивают любой перенос или поток электронов.

Диэлектрики – это просто изоляторы, в которых нет свободных электронов.При приложении к ним электрического поля диэлектрики легко поляризуются. В то время как изолятор – это материал, который позволяет передавать тепло или электричество от него. Некоторые из изоляционных материалов включают бумагу, стекло, масло, резину и пластик. Хотя вакуум также является изолятором, он не может считаться материалом

Диэлектрик – это в основном материал с низкой электропроводностью, но он наследует способность сохранять электрический заряд.По сути, это просто изоляторы, в которых нет свободных электронов. При приложении к ним электрического поля диэлектрики легко поляризуются. Таким образом, можно сказать, что их поведение в области электричества полностью отличается от поведения проводников.

Есть два типа диэлектрических материалов – полярные и неполярные. Полярные постоянны в электрическом диполе, и их поляризация зависит от температуры. В то время как неполярные, индуцированный электрический диполь и их поляризация полностью не зависят от температуры.

Изолятор – это материал, который позволяет отводить от него тепло или электричество. Некоторые из изоляционных материалов включают бумагу, стекло, масло, резину и пластик. Хотя вакуум также является изолятором, его нельзя рассматривать как материал. В большинстве случаев все электрические материалы покрыты изоляцией, чтобы избежать попадания в них электрического тока.

Обычно изоляторы рассчитаны на несколько сотен вольт, но некоторые из них, которые используются для распределения энергии, даже рассчитаны на сотни тысяч вольт.Чтобы сделать любой непреднамеренный контакт, изоляторы поддерживаются или удерживаются от электрических проводников.

1. Основное и существенное различие между диэлектриком и изолятором состоит в том, что диэлектрик позволяет и сохраняет поток электричества в нем и через него, в то время как изолятор, с другой стороны, блокирует и предотвращает отток электронов и электричества от него.
2. Диэлектрический материал может поляризоваться в присутствии электрического поля, в то время как изоляторы, с другой стороны, не поляризованы.
3. Молекулы в диэлектрическом материале связаны очень неделями, тогда как молекулы в изоляторе прочно связаны друг с другом.
4. Диэлектрик имеет высокую диэлектрическую проницаемость, тогда как изоляторы имеют сравнительно низкую диэлектрическую проницаемость.
5. Изоляторы обычно используются в проводах и кабелях, поскольку они предотвращают возникновение электричества, так что нет шансов получить удар электрическим током, пока в конденсаторе обычно используется диэлектрический материал.
6. Примеры изоляторов, препятствующих прохождению и передаче электричества: воздух, стекло, пластик, сухое дерево и медь.Пример диэлектрика – конденсатор.

Таким образом, мы пришли к выводу, что диэлектрик – это не что иное, как изолирующий материал, а именно тот, который хранит и пропускает электричество, в то время как изоляторы, с другой стороны, являются материалами с нулевым уровнем электропроводности. в них и не допускает протекания или передачи электричества через них, фактически, они создают препятствия для потока и передачи электрического тока.

Диэлектрические материалы используются для проверки того, достаточно ли изоляция компонента защищает пользователей от поражения электрическим током. В то время как изоляторы в основном используются перед любыми испытаниями с высоким потенциалом, чтобы исключить любые загрязнения в изоляции электричества. Диэлектрики способны выдерживать высокое электрическое напряжение без какой-либо проводимости. Но изоляторы ограничивают любой перенос или поток электронов.

1. https: // www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013607004657
2. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-77453-9_8

Быстрый ответ: в чем разница между изолятором и диэлектриком

Материал, который накапливает электрическую энергию в электрическом поле, известен как диэлектрический материал, тогда как материал, блокирующий поток электронов, известен как изоляторы. Диэлектрический материал накапливает электрические заряды, а изолятор блокирует электрические заряды.

В чем основное различие между проводником и диэлектриком?

проводник: Материал, содержащий подвижные электрические заряды. диэлектрик: электрически изолирующий или непроводящий материал, рассматриваемый на предмет его электрической восприимчивости (т. е. его свойства поляризации при воздействии внешнего электрического поля).

Что означает диэлектрик?

Диэлектрик, изолирующий материал или очень плохой проводник электрического тока. Когда диэлектрики помещены в электрическое поле, в них практически не протекает ток, потому что, в отличие от металлов, они не имеют слабосвязанных или свободных электронов, которые могут дрейфовать через материал.

Почему он называется диэлектрическим?

Уэвелл придумал слово «диэлектрик», объединив греческое «диа = сквозной» и «электрический». Это слово было сокращено до «диэлектрика», чтобы его было легче произносить. В отличие от электрического проводника, который исключает электрическое поле, диэлектрический материал позволяет электрическому полю проходить через него.

Когда конденсатор подключен к батарее?

Если незаряженный конденсатор C подключен к батарее с потенциалом V, то при зарядке пластин конденсатора протекает переходный ток.Ток от батареи прекращается, как только заряд Q на положительной пластине достигает значения Q = C × V.

Является ли вода диэлектриком?

Воду можно рассматривать как диэлектрик, поскольку она имеет хорошее значение относительной диэлектрической проницаемости (около 80 градусов при 20 ° C). Вода оказывается диэлектриком из-за связанной с ней диэлектрической поляризации (это электрический диполь, очень полярная молекула и даже вращается, выравниваясь в направлении поля).

Что подразумевается под диэлектрическими потерями?

Диэлектрические потери, потеря энергии, которая идет на нагрев диэлектрического материала в переменном электрическом поле.Например, конденсатор, включенный в цепь переменного тока, попеременно заряжается и разряжается каждый полупериод. Диэлектрические потери зависят от частоты и материала диэлектрика.

Каковы диэлектрические свойства материалов?

Диэлектрические свойства материалов определяются как молекулярные свойства, которые являются фундаментальными для всех материалов, способных вызывать движение электронов, приводящее к поляризации внутри материала при воздействии внешнего электрического поля.

Что такое диэлектрик?

Аммиак и вода – хороший пример полярных диэлектриков. Неполярные диэлектрики: неполярные диэлектрики – это материалы, которые не имеют собственного дипольного момента. Таким образом, положительный и отрицательный заряды не разделены небольшим расстоянием в отсутствие электрического поля.

Почему не все изоляторы являются диэлектриками, а все диэлектрические материалы являются изоляторами?

Хотя все диэлектрики являются изоляторами (они не пропускают через себя электрические заряды), все изоляторы не являются диэлектриками, потому что они не могут накапливать заряды, в отличие от диэлектриков.

Должен ли настоящий диэлектрик быть идеальным изолятором?

Материал, который накапливает электрическую энергию в электрическом поле, известен как диэлектрический материал, тогда как материал, который блокирует поток электронов, известен как изоляторы. Диэлектрический материал имеет высокую диэлектрическую проницаемость, тогда как изолятор имеет низкую диэлектрическую проницаемость.

Является ли медь диэлектрическим материалом?

Медь не является диэлектриком.

Что такое диэлектрик. Объясните на примере?

Диэлектрики – непроводящие вещества.Они являются изоляционными материалами и плохо проводят электрический ток. Диэлектрические материалы могут удерживать электростатический заряд, рассеивая при этом минимальную энергию в виде тепла. Примерами диэлектрика являются слюда, пластмассы, стекло, фарфор и различные оксиды металлов.

Увеличивает ли диэлектрик разность потенциалов?

Когда кусок изолятора вставляется в конденсатор, мы называем изолятор диэлектриком. Чистый эффект диэлектрика заключается в увеличении количества заряда, который конденсатор может хранить при заданной разности потенциалов.

Почему диэлектрик увеличивает емкость?

(a) Молекулы изоляционного материала между пластинами конденсатора поляризованы заряженными пластинами. Это создает слой противоположного заряда на поверхности диэлектрика, который притягивает больше заряда к пластине, увеличивая ее емкость.

Может ли диэлектрик проводить электричество?

Диэлектрик – это электрический изолятор, который можно поляризовать для проведения электричества, поместив в электрическое поле.Диэлектрические материалы имеют слабосвязанные электроны, которые дрейфуют от материала среднего положения равновесия при приложении электрического тока или при помещении в электрическое поле.

Является ли древесина диэлектрическим материалом?

Дерево – это материал со сложными несимметричными молекулами и неоднородной структурой, поэтому можно ожидать, что он будет иметь большую диэлектрическую проницаемость.

В чем разница между конденсатором и диэлектриком?

Конденсатор – это электрическое устройство, которое накапливает электрический заряд, а диэлектрик – это материал, не пропускающий ток.Диэлектрики часто называют изоляторами, поскольку они противоположны проводникам.

Что делает диэлектрик хорошим?

Все диэлектрические материалы являются изоляторами, но хороший диэлектрик – это тот, который легко поляризуется. Степень поляризации, возникающая при приложении к объекту определенного напряжения, влияет на количество электрической энергии, которая хранится в электрическом поле.

Почему важна диэлектрическая проницаемость?

Диэлектрический материал используется для разделения проводящих пластин конденсатора.Этот изоляционный материал в значительной степени определяет свойства компонента. Диэлектрическая постоянная материала определяет количество энергии, которое конденсатор может хранить при приложении напряжения.

Конденсаторы облака?

Облака и земля могут действовать в унисон, имитируя огромный естественный конденсатор. Воздух между облаками и землей становится диэлектриком этого естественного конденсатора. Электростатическое поле между облаками и землей может производить ионы и свободные электроны в воздухе.

Почему изоляторы называют диэлектриками?

Диэлектрики – это материалы, не пропускающие ток. Их чаще называют изоляторами, потому что они являются полной противоположностью проводникам. Это означает, что большие электрические поля создают свободные заряды (в данном случае электроны), которые могут свободно перемещаться через материал и переносить ток.

Какие два типа диэлектрика?

Есть два типа диэлектриков – неполярный диэлектрик и полярный диэлектрик.

Все ли изоляторы диэлектрические?

Все диэлектрики будут изоляторами, но все изоляторы не будут диэлектриками. Итак, в чем разница между диэлектриком и изолятором? Изоляторы – это материалы, которые не проводят электричество в электрическом поле, так как в них нет свободных электронов.

Какова функция диэлектрика?

Диэлектрики в конденсаторах служат трем целям: предотвращать соприкосновение проводящих пластин, позволяя уменьшить расстояние между пластинами и, следовательно, увеличить емкость; увеличить эффективную емкость за счет уменьшения напряженности электрического поля, что означает получение такого же заряда при более низком напряжении; а также.

Увеличивает ли диэлектрик запасенную энергию?

Добавление диэлектрика увеличивает емкость, уменьшая запасенную в конденсаторе энергию. Конденсатор действительно работает, протягивая диэлектрик между пластинами, уменьшая запасенную энергию.

Разница между диэлектриком и изолятором с таблицей сравнения

Диэлектрик и изолятор различаются по сферам применения. Одно из основных различий между диэлектриком и изолятором заключается в том, что диэлектрик накапливает электрические заряды, в то время как изолятор препятствует потоку электронов.Некоторые другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.

Содержание: Диэлектрик против изолятора

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Определение диэлектрика

Диэлектрический материал представляет собой тип изолятора, который имеет несколько свободных электронов. Он становится поляризованным в присутствии электрического поля. Поляризация – это свойство материала, в котором положительные и отрицательные заряды материала смещены в противоположном направлении.Поляризация уменьшает общее поле материала.

Накопление и рассеяние электрической энергии – основные свойства диэлектрического материала. Проводимость идеального диэлектрического материала равна нулю. Типичным примером диэлектрика является конденсатор. Поляризация между параллельными пластинами конденсатора увеличивает площадь поверхности емкости.

Определение изолятора

Материал, не пропускающий электрический ток, известен как изолятор.Изоляционный материал не имеет свободных электронов, потому что их молекулы имеют прочную ковалентную связь. Удельное сопротивление материала очень высокое по сравнению с другим материалом. Удельное сопротивление – это свойство материала, которое показывает сильное препятствие потоку зарядов.

Эбонит, бумага, дерево, пластик – вот некоторые примеры изоляторов.

Ключевые различия между диэлектриком и изолятором

1. Материал, который накапливает электрическую энергию в электрическом поле, известен как диэлектрический материал, тогда как материал, который блокирует поток электронов, известен как изоляторы.
2. Диэлектрический материал поляризуется в присутствии электрического поля, тогда как изоляторы не поляризованы.
   Примечание: Поляризация – это свойство материала, в котором положительный и отрицательный заряды движутся в противоположных направлениях.
3. Молекулы диэлектрического материала связаны слабо, тогда как молекулы изоляторов прочно связаны друг с другом по сравнению с диэлектриком.
4. Диэлектрический материал имеет высокую диэлектрическую проницаемость, тогда как изолятор имеет низкую диэлектрическую проницаемость.Диэлектрическая проницаемость измеряет запасающую способность материала.
5. Диэлектрический материал накапливает электрические заряды, а изолятор блокирует электрические заряды.
6. Сухой воздух, вакуум и дистиллированная вода являются примерами диэлектрика, тогда как хлопок, пластик, резина являются примерами изоляторов.
7. Наиболее распространенным применением диэлектрика является конденсатор, а изоляторы используются в проводящих проводах и кабелях.

Почти весь изолятор ведет себя как диэлектрик, но не все диэлектрики как изоляторы.

Dielectrics – The Physics Hypertextbook

Обсуждение

основная идея

Диэлектрики – изоляторы простые и простые. Эти два слова относятся к одному и тому же классу материалов, но имеют разное происхождение и используются преимущественно в разных контекстах.

• Поскольку заряды не имеют тенденции легко перемещаться в неметаллических твердых телах, возможны «островки» заряда в стекле, керамике и пластике. Латинское слово «остров» – insula , что является источником слова insulator .Напротив, заряды в металлических твердых телах имеют тенденцию легко перемещаться – как будто кто-то или что-то их ведет. Латинский префикс con или com означает «с». Человек, с которым у вас есть хлеб, – ваш товарищ. (По-латыни хлеб – panis .) Взять что-то с собой в дорогу – значит передать это. (Латинское слово для обозначения дороги – это через .) Человек, с которым вы путешествуете, который указывает путь или обеспечивает безопасный переход, является кондуктором. (Латинское слово для обозначения лидера – ductor .) Материал, обеспечивающий безопасное прохождение электрических зарядов, – проводник .
• Вставка слоя неметаллического твердого вещества между пластинами конденсатора увеличивает его емкость. Греческая приставка di или dia означает «поперек». Линия, пересекающая углы прямоугольника, – это диагональ. (Греческое слово, обозначающее угол – gonia – γωνία.) Измерение поперек круга – это диаметр. (Греческое слово «мера» – метрон – μέτρον.) Материал, помещенный на пластины конденсатора, как небольшой непроводящий мостик, – это диэлектрик .

Пластиковое покрытие электрического шнура является изолятором. Стеклянные или керамические пластины, используемые для поддержки линий электропередач и предотвращения их замыкания на землю, являются изоляторами. Практически всегда, когда неметаллическое твердое тело используется в электрическом устройстве, оно называется изолятором. Возможно, единственный раз, когда слово диэлектрик используется в отношении непроводящего слоя конденсатора.

Диэлектрики в конденсаторах служат трем целям:

1. , чтобы предотвратить соприкосновение проводящих пластин, что позволяет уменьшить расстояние между пластинами и, следовательно, более высокие емкости;
2. для увеличения эффективной емкости за счет уменьшения напряженности электрического поля, что означает, что вы получаете тот же заряд при более низком напряжении; и
3. , чтобы уменьшить возможность короткого замыкания из-за искрения (более официально известного как пробой диэлектрика) во время работы при высоком напряжении.

что здесь происходит

Когда металл помещается в электрическое поле, свободные электроны текут против поля, пока не выйдут из проводящего материала. В кратчайшие сроки у нас будет избыток электронов с одной стороны и дефицит с другой. Одна сторона проводника заряжена отрицательно, а другая – положительно. Освободите поле, и электроны на отрицательно заряженной стороне окажутся слишком близко для комфорта. Подобные заряды отталкиваются, и электроны убегают друг от друга так быстро, как только могут, пока не распределятся равномерно по всему телу; в среднем один электрон на каждый протон в пространстве, окружающем каждый атом.Проводящий электрон в металле похож на гоночную собаку, загнанную на пастбище. Они могут свободно перемещаться сколько угодно и могут перемещаться по всей длине, ширине и глубине металла по своей прихоти.

Жизнь электрона в изоляторе гораздо более ограничена. По определению, заряды в изоляторе не могут свободно перемещаться . Это не то же самое, что сказать, что они не могут двигаться . Электрон в изоляторе похож на сторожевую собаку, привязанную к дереву: он может двигаться свободно, но в определенных пределах.Размещение электронов изолятора в присутствии электрического поля похоже на размещение привязанной собаки в присутствии почтальона. Электроны будут напрягаться против поля, насколько это возможно, почти так же, как наша гипотетическая собака будет напрягаться против своего поводка, насколько это возможно. Однако электроны в атомном масштабе больше похожи на облака, чем на собак. Электрон эффективно распространяется по всему объему атома и не концентрируется в каком-либо одном месте. Полагаю, хорошую атомную собаку не назвали бы Спотом.

Когда атомы или молекулы диэлектрика помещаются во внешнее электрическое поле, ядра толкаются полем, что приводит к увеличению положительного заряда с одной стороны, в то время как электронные облака притягиваются к нему, что приводит к увеличению отрицательного заряда с другой. боковая сторона. Этот процесс известен как поляризация , а диэлектрический материал в таком состоянии называется поляризацией . Существует два основных метода поляризации диэлектрика: растяжение и вращение.

Растяжение атома или молекулы приводит к наведенному дипольному моменту , добавленному к каждому атому или молекуле.

Увеличить

Вращение происходит только в полярных молекулах – с постоянным дипольным моментом , как у молекулы воды, показанной на диаграмме ниже.

Увеличить

Полярные молекулы обычно поляризуются сильнее, чем неполярные. Вода (полярная молекула) имеет диэлектрическую прочность в 80 раз больше, чем у азота (неполярная молекула, которая является основным компонентом воздуха).Это происходит по двум причинам, одна из которых обычно тривиальна. Во-первых, все молекулы растягиваются в электрическом поле независимо от того, вращаются они или нет. Неполярные молекулы и атомы растягиваются, в то время как полярные молекулы растягиваются на и вращаются. Однако эта комбинация действий лишь незначительно влияет на общую степень поляризации вещества. Что еще более важно, полярные молекулы уже сильно растянуты – естественно. То, как атомы водорода сидят на рукавах электронных облаков атома кислорода, искажает молекулу в диполь.Все это происходит в межатомном или молекулярном масштабе. На таких крошечных расстояниях напряженность электрического поля относительно велика для того, что в противном случае было бы ничем не примечательным напряжением (например, 13,6 В для электрона в атоме водорода).

Когда дело доходит до поляризации, растяжение и вращение – не конец истории. Это просто методы, которые проще всего описать случайному наблюдателю. В общем, поляризация диэлектрического материала представляет собой микроскопическую электростатическую деформацию в ответ на макроскопическое электростатическое напряжение.Внешнее поле, приложенное к диэлектрику, не может заставить заряды двигаться макроскопически, но оно может растягивать и искажать их микроскопически. Он может толкнуть их в неудобное положение, а при отпускании позволить им вернуться в расслабленное состояние. То, что отличает поляризацию в изоляторе от растяжения упругого тела, такого как пружина, заключается в том, что устранение напряжения не обязательно снимает напряжение. Некоторые изоляторы будут оставаться в поляризованном состоянии в течение часов, дней, лет или даже столетий.Наиболее длинные характерные времена должны быть экстраполированы из неполных наблюдений на более разумную продолжительность. Никто не собирается сидеть сложа руки и ждать две тысячи лет, чтобы увидеть, как поляризация куска пластика уменьшится до нуля. Ждать не стоит.

Наконец, важно иметь в виду, что заряды, «хранящиеся» в диэлектрическом слое, не доступны в виде пула свободных зарядов. Для их извлечения еще понадобятся металлические пластины. Важно помнить, что единственная причина, по которой кто-то, кажется, заботится об этом явлении, заключается в том, что он помогает нам создавать лучшие конденсаторы.Я думаю, что на этом следует завершить обсуждение.

конденсаторы с диэлектриком

Поместите диэлектрический слой между двумя параллельно заряженными металлическими пластинами, направив электрическое поле справа налево. (Почему не слева направо? Ну, я читаю справа налево, поэтому мне легче «читать» диаграммы.) Положительные ядра диэлектрика будут перемещаться на с полем вправо, а отрицательные электроны переместит против на поле слева.Силовые линии начинаются с положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами, поэтому электрическое поле внутри каждого напряженного атома или молекулы диэлектрика указывает на нашей диаграмме слева направо – напротив внешнего поля двух металлических пластин. Электрическое поле – это векторная величина, и когда два вектора указывают в противоположных направлениях, вы вычитаете их величины, чтобы получить результат. Два поля не компенсируются в диэлектрике, как в металле, поэтому общий результат – более слабое электрическое поле между двумя пластинами.

Увеличить

Позвольте мне повторить это – общий результат – более слабое электрическое поле между двумя пластинами. Давай займемся математикой.

Электрическое поле – это градиент электрического потенциала (более известного как напряжение).

Емкость – это отношение заряда к напряжению.

Введение диэлектрика в конденсатор уменьшает электрическое поле, что снижает напряжение, что увеличивает емкость.

Конденсатор с диэлектриком сохраняет тот же заряд, что и конденсатор без диэлектрика, но при более низком напряжении.Поэтому конденсатор с диэлектриком более эффективен.

ЭТА МАЛЕНЬКАЯ ЧАСТЬ НУЖДАЕТСЯ В Доработке.

О первых открытиях лейденской банки. Удаление стержня снижает емкость. (Воздух имеет более низкую диэлектрическую проницаемость, чем вода.) Напряжение и емкость обратно пропорциональны, когда заряд постоянен. Уменьшение емкости увеличивает напряжение.

восприимчивость, диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая проницаемость

Электрический дипольный момент чего-либо – будь то атом, растянутый во внешнем электрическом поле, полярная молекула или две противоположно заряженные металлические сферы – определяется как продукт заряда и разделения.

p = q r

с единицей СИ кулонов метра , у которой нет специального названия.

[см = см]

Поляризация области определяется как дипольный момент на единицу объема

с единицей СИ кулонов на квадратный метр .

Расчет поляризации из первых принципов – сложная процедура, которую лучше доверить специалистам.Не беспокойтесь о деталях того, почему поляризация имеет такое значение, просто примите то, что она существует и является функцией некоторых переменных. И что это за переменные? Конечно, почему они такие материалы и напряженность поля. Различные материалы поляризуются в разной степени – мы будем использовать греческую букву χ _e [chi sub e], чтобы обозначить эту величину, известную как электрическая восприимчивость, – но для большинства материалов поле сильнее ( E ) , тем больше поляризация ( P ).Добавьте константу пропорциональности ε ₀ , и все готово.

P = ε ₀ χ _e E

Электрическая восприимчивость – это безразмерный параметр, который зависит от материала. Его значение варьируется от 0 для пустого места до любого другого. Бьюсь об заклад, есть даже некоторые причудливые материалы, для которых этот коэффициент отрицательный (хотя я не знаю наверняка). Константа пропорциональности ε ₀ [эпсилон ноль] известна как диэлектрическая проницаемость свободного пространства и будет рассмотрена немного позже.На данный момент это просто приспособление для тренировки единиц.

НАПИШИТЕ ОТДЫХ.

Величина κ [каппа] безразмерна.

Диэлектрическая проницаемость для выбранных материалов (~ 300 K, если не указано иное)

пробой диэлектрика

Любой изолятор можно заставить проводить электричество.Это явление известно как пробой диэлектрика .

Пробой диэлектрика в избранных материалах

пьезоэлектрический эффект

Произнесите все гласные.Пьезоэлектричество – это эффект преобразования энергии между механической и электрической формами.

• Пьезо – греческое слово, обозначающее давление (πιεζω).
• Обнаружен в 1880-х годах братьями Кюри.
• Дешевые пьезоэлектрические микрофоны. Когда поляризованный кристалл подвергается напряжению, напряжение создает разность потенциалов. Эта разность потенциалов пропорциональна напряжению, которое пропорционально акустическому давлению.
• Обратный пьезоэлектрический микрофон – это пьезоэлектрический динамик: зуммер будильника, звонок наручных часов, всевозможные электронные гудки.Когда к поляризованному кристаллу прикладывается электрический потенциал, кристалл подвергается механической деформации, которая, в свою очередь, может создавать акустическое давление.
• Коллаген пьезоэлектрический. «Когда к [костному] коллагену прикладывается сила, создается небольшой электрический потенциал постоянного тока. Коллаген проводит ток в основном за счет отрицательных зарядов. Минеральные кристаллы кости (апатит), расположенные рядом с коллагеном, проводят ток с помощью положительных зарядов. из этих двух типов полупроводников ток легко течет в одном направлении, но не в другом….Считается, что силы, действующие на кости, создают потенциалы за счет пьезоэлектрического эффекта и что соединения коллаген-апатит образуют токи, которые вызывают и контролируют рост костей. Токи пропорциональны напряжению (сила на единицу площади), поэтому повышенное механическое напряжение костей приводит к усиленному росту “. Physics of the Body (255).