Frie og bundne elektriske ladninger, lednings- og forskyvningsstrømmer

Partiklene som utgjør ethvert stoff har elektriske ladninger… Elektronet har negativ ladning e = 0,16 * 10-18 k, og protonet har samme positive ladning. Den totale ladningen til et atom, molekyl eller kropp som består av mange molekyler kan være positiv, negativ eller lik null, avhengig av forholdet mellom den totale positive og negative ladningen til deres bestanddeler i elementærpartikler.

Avhengig av evnen til å bevege seg i et elektrisk felt, kan ladninger deles inn i to store grupper. Ladningene til den første gruppen er preget av muligheten for ubegrenset bevegelse i et elektrisk felt, og derfor kalles de gratis avgifter… Den andre ladningsgruppen har ikke denne muligheten, deres bevegelse er begrenset av strukturen til et atom, molekyl, krystall eller av heterogeniteten til strukturen til materie. Disse avgiftene kalles bundet.

Separasjonen av frie og bundne ladninger avhenger ikke alltid bare av den fysiske naturen til partiklene som vurderes.Ladninger som er gratis i et homogent medium kan kobles sammen i dannelsen av sammensetninger bestående av forskjellige materialer.

Frie elektroner og ioner av stoffet under påvirkning av et elektrisk felt beveger seg fra en elektrode til en annen, og danner ledningsstrøm.

Tilkoblede elektriske ladninger under påvirkning av et elektrisk felt har evnen til å blande seg kun innenfor visse, ofte svært begrensede grenser. Denne bevegelsesprosessen, den såkalte polarisering, er preget av en polarisasjonsvektor og avhenger i hovedsak av de fysiske forbindelsene mellom ladningene. Ved polarisering forskyves ladninger under påvirkning av et elektrisk felt og vises avbøyningsstrøm.

Dielektrikumet inneholder et like stort antall positive og negative sammenkoblede ladninger, og effekten av et eksternt elektrisk felt påvirker den gjensidige forskyvningen av sentrene for positive og negative ladninger, og i utseendet til elektriske øyeblikk av par med motsatte ladninger - dipolmomenter. I et jevnt felt er polarisasjonsvektoren gjennomsnittsverdien av det totale dipolmomentet per volumenhet. Polarisasjonen av dielektrikumet avhenger av styrken til det elektriske feltet.

Materialer der bare ledningsstrømmer betyr noe og forskyvningsstrømmer kan neglisjeres kalles sjåfører… Materialer der ledningsstrømmene er ubetydelige og kan neglisjeres kalles isolatorer… Materialer der polarisering er av stor betydning kalles dielektriske (se - Metaller og dielektriske stoffer - hva er forskjellen?). De materialene der det er nødvendig å vurdere både ledningsstrømmer og forskyvningsstrømmer er klassifisert som halvledere.

Fenomenet polarisering av dielektrikum og utseendet til en forspenningsstrøm i industrien brukes til høyfrekvent oppvarming av dielektrikum (for eksempel tørking av tre, papp, oppvarming i næringsmiddelindustrien) og halvledere.

Materialet som skal varmes opp plasseres mellom platene til kondensatoren som påføres en høyfrekvent spenning. Lednings- og forskyvningsstrømmer som oppstår i et materiale plassert i et høyfrekvent elektrisk felt fører til at varme genereres i materialet og dets oppvarming. Denne typen oppvarming kalles dielektrisk oppvarming.

Prosessen med å tørke våte materialer, dvs. fjerning av fuktighet fra dem, kan oppstå på grunn av to fenomener: direkte fordampning av fuktighet inne i materialet og dets frigjøring i form av damp, og bevegelse av fuktighet i væskefasen fra de indre områdene til overflaten. Tilstedeværelsen av et elektrisk felt i materialet påvirker fordampningen og bevegelsen av fuktighet betydelig, noe som gjør det mulig å forbedre tørkeprosessen betydelig.