Электростатическая индукция.

Электростатическая индукция — явление наведения собственного электростатического поля при действии на тело внешнего электрического поля. Явление обусловлено перераспределением зарядов внутри проводящих тел, а также поляризацией внутренних микроструктур у непроводящих тел. Внешнее электрическое поле может значительно исказиться вблизи тела с индуцированным электрическим полем.

Электростатическая индукция в проводниках

Перераспределение зарядов в хорошо проводящих металлах при действии внешнего электрического поля происходит до тех пор, пока заряды внутри тела практически полностью не скомпенсируют внешнее электрическое поле. При этом на противоположных сторонах проводящего тела появятся противоположные наведённые (индуцированные) заряды.

Поле вокруг проводящей поверхности.

Фарадей, который ввёл понятие электрического поля, внутренним взором видел заряды, окружённые полями. Изображать их он стал линиями, вдоль которых на пробный заряд со стороны поля действуют силы. Силовые линии электростатического поля часто называют линиями напряжённости, т.к. вектор напряжённости электрического поля в любой точке такой линии касателен к ней.

Силовые линии сгущаются возле зарядов, т.е. там, где модуль вектора напряжённости электрического поля больше. Значит, густота силовых линий определяется напряжённостью поля.

Силовые линии начинаются или заканчиваются на зарядах, идут в бесконечность или выходят из неё. В электростатическом поле замкнутых силовых линий нет.

Выброс заряда от проводника.

При электризации тел заряды не создаются, а только разделяются: часть отрицательных зарядов переходит с одного тела на другое.
Перетекшие электронов происходит только в случае взаимодействия атомов с различной плотностью электронов.
Интенсивное разделение зарядов происходит в результате таких действий, как:
• прохождение потока жидкости через трубы или мелкоячеистые фильтры,
• осаждение частиц твердого тела или несмешивающейся жидкости через другую жидкость,
• выброс мелких капель или частиц из сопла,
• всплескивание или взбалтывание жидкости при ее соприкосновении с твердой поверхностью,
• сильное трение друг о друга некоторых материалов.

Время, в течение которого сохраняется заряд, характеризуется временем релаксацииданного материала, которое соотносится сего токопроводностью. Чем меньше токопроводность материала, тем больше период релаксации заряда.

Металлический экран и потенциал проводника.
В металлических проводниках концентрация свободных электро­нов достаточно высока, порядка 1028 м-3.

Если источник электрического поля — заряд — находится внутри проводника, то проводник уже не будет экраном, а станет источником электрического поля во внешнем пространстве.

Коэффициент пропорциональности между ними носит название электроемкости. Электроемкость проводника численно равна величине заряда, который нужно сообщить данному проводнику для увеличения его потенциала на единицу: .

 

Лекция № 10. Собственная и примесная проводимость полупроводников.

Вопросы:

1) Электропроводность диэлектриков.

2) Влияние поверхностных уровней на электрические свойства твердых тел.

3) Неполяризованные диэлектрики.

4) Поляризованные диэлектрики.

5) Поляризация диэлектриков.

6) Электронная или деформационная поляризация.

7) Дипольная или ориентационная деформация.

8) Ионная поляризация.

9) Вектор поляризованности.

Электропроводность диэлектриков.

При длительной работе диэлектрика под напряжением падение сквозного тока вызвано электрической очисткой в случае, когда проводимость материала обусловлена ионами посторонних примесей. В случае, когда проводимость материала обусловлена собственными ионами, при длительном приложении напряжения может наблюдаться старение диэлектрика (уменьшение электрического сопротивления).