Проводники и диэлектрики в электрическом 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 внешняяих 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 внешняяее электростатическое поле. Внутри проводника оба поля ( внешняя. и внутр.) компенсируют друг друга, тогда внутри проводника Е = 0. Заряды можно разделить: Почему? - т.к. существует явление электростатической индукции, т.е. явление разделения зарядов в проводнике, внесенном в электростатическое поле ( внешняяее) с образованием нового электростатического поля ( внутр.) внутри проводника.

ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ. Молекула - чаще всего - это система ионов с зарядами противоположных знаков, т.к. внешняяие электроны слабо связаны с ядрами и могут переходить к другим атомам. Нейтральный атом -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. Электрический диполь - молекула, в целом нейтральная, но центры распределения противоположных по знаку зарядов разнесены; рассматривается, как совокупность двух точечных зарядов, равных по модулю и противоположных по знаку, находящихся внутри молекулы на некотором расстоянии друг от друга.

Существуют 2 вида диэлектриков ( 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 полярных диэлектриков Диэлектрик вне эл.поля - в результате теплового движения электрические диполи ориентированы беспорядочно на поверхности и внутри диэлектрика. q = 0 и Eвнутр = 0 Диэлектрик 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.

Провода

Вышки