Зашто диелектрици не проводе струју

Да одговоримо на питање "зашто диелектрик не проводи електрицитет?" о појави и постојању електричне струје… А онда хајде да упоредимо како се проводници и диелектрици понашају у односу на проналажење одговора на ово питање.

Тренутни

Електрична струја се назива уређено, односно усмерено кретање наелектрисаних честица електрично поље… Дакле, прво, постојање електричне струје захтева присуство слободних наелектрисаних честица способних да се крећу на усмерен начин. Друго, потребно је електрично поље за покретање ових наелектрисања. И, наравно, мора постојати одређени простор у коме се одвија ово кретање наелектрисаних честица, које се зове електрична струја.

Слободних наелектрисаних честица има у изобиљу у проводницима: у металима, у електролитима, у плазми. У бакарном проводнику, на пример, то су слободни електрони, у електролиту - јони, на пример, јони сумпорне киселине (водоник и сумпор-оксид) у оловној батерији, у плазми - јони и електрони, они су ти који крећу се током електричног пражњења у јонизованом гасу.

Метал

На пример, узмимо два комада бакарне жице и помоћу њих повежемо малу сијалицу са батеријом. Шта ће се десити? Светло ће почети да сија, што значи да а једносмерна електрична струја… Између крајева жица сада постоји разлика потенцијала коју ствара батерија, што значи да је унутар жице почело да делује електрично поље.

Електрично поље тера електроне спољашњих омотача атома бакра да се крећу у правцу поља — од атома до атома, од атома до следећег атома, и тако даље дуж ланца, јер електрони спољашњих омотача метала атоми су много слабије везани за језгра од електрона који су ближи језгру електронских орбита. Од места где је електрон остао, други електрон долази са негативног терминала батерије, односно електрони се слободно крећу дуж металног ланца, лако мењајући своју припадност атомима.

Чини се да се формирају дуж кристалне решетке метала у правцу у коме се гурају, покушавајући да убрзају, електрично поље (од минуса до плуса константног ЕМФ извора), док се електрони држе атома кристалне решетке. на свом путу.

Неки електрони се у току свог кретања разбијају на атоме (због чињенице да топлотно кретање вибрира читаву структуру атома заједно са електронима), услед чега се проводник загрева - тако се манифестује електрични отпор жица.

Слободни електрони у металу

Проучавање метала помоћу рендгенских зрака, као и других метода, показало је да метали имају кристалну структуру.То значи да се састоје од атома или молекула распоређених на одређени начин у простору (по реду, јони) који стварају исправну алтернацију у све три димензије.

У овим условима, атоми елемената се налазе толико близу један другом да њихови спољашњи електрони припадају овом атому у истом степену као и суседним, услед чега се степен везивања електрона за сваки појединачни атом повећава. је практично одсутан.

У зависности од врсте метала, најмање један од електрона сваког атома, понекад два електрона, а у неким случајевима и три електрона су слободни у погледу свог кретања у металу, под утицајем спољно наметнутих сила.

Диелектрик

Шта је у диелектрику? Ако уместо бакарних жица узмете пластику, папир или нешто слично? Неће бити струје, неће се упалити светло. Зашто? Структура диелектрика је таква да се састоји од неутралних молекула који, чак и под дејством електричног поља, не ослобађају своје електроне у правилном кретању — једноставно не могу. У диелектрику, као у металу, нема слободних електрона проводљивости.

Спољни електрони у атому било ког диелектричног молекула су чврсто спаковани, штавише, учествују у унутрашњим везама молекула, док су молекули такве супстанце обично електрично неутрални. Све што диелектрични молекули могу је да поларизују.

Под дејством електричног поља примењеног на њих, повезана електрична наелектрисања сваког молекула ће се једноставно мало померити из равнотежног положаја, док ће свака наелектрисана честица остати у свом атому. Ова појава се зове померање наелектрисања диелектрична поларизација.

Као резултат поларизације, на површини диелектрика поларизованог на овај начин електричним пољем нанетим на њега настају наелектрисања која својим електричним пољем теже да смање спољашње електрично поље које је изазвало поларизацију. Способност диелектрика да на овај начин ослаби спољашње електрично поље назива се диелектрична константа.