Dirigendid ja dielektrikud
Slaidid: 8 Sõnad: 168 Helid: 0 Efektid: 0Elektriväli aines. Igasugune keskkond nõrgendab elektrivälja tugevust. Meediumi elektrilised omadused määratakse selles olevate laetud osakeste liikuvuse järgi. Ained, juhid, pooljuhid, dielektrikud. Ained. Vabalaengud on sama märgiga laetud osakesed, mis võivad liikuda elektrivälja mõjul. Seotud laengud on erinevalt laengutest, mis ei saa liikuda elektrivälja toimel üksteisest sõltumatult. Dirigendid. Dirigendid on ained, milles vabad laengud võivad kogu mahu ulatuses liikuda. Juhtmed - metallid, soolade lahused, happed, niiske õhk, plasma, inimkeha. - Explorer.ppt
Elektriväljas olevad juhid
Slaidid: 10 Sõnad: 282 Helid: 1 Efektid: 208juhid elektriväljas. Teistes juhtides elektrivälja ei ole. Vaatleme elektrivälja metalljuhi sees…… Dielektrikud. Mittepolaarsetes dielektrikutes on positiivse ja negatiivse laengu kese sama. Elektriväljas muutub iga dielektrik polaarseks. Dipool. Dielektrikute polarisatsioon. - Elektriväljas olevad juhid.ppt
Elektrijuhid elektrostaatilises väljas
Slaidid: 11 Sõnad: 347 Helid: 0 Efektid: 18Elektrijuhid ja dielektrikud elektrostaatilises väljas. Elektrijuhid elektrostaatilises väljas Dielektrikud elektrostaatilises väljas. - metallid; elektrolüütide vedelad lahused ja sulamid; plasma. Juhtide hulka kuuluvad: Elektrostaatilises väljas olevad juhid. Evnesh. Sisemine väli nõrgendab välimist. Evt. Elektrostaatilist välja asetatud juhi sees ei ole välja. Homogeensete metalljuhtide elektrostaatilised omadused. Dielektrikud. Polaarne. Mittepolaarne. Dielektrikute hulka kuuluvad õhk, klaas, eboniit, vilgukivi, portselan, kuiv puit. Dielektrikud elektrostaatilises väljas. - Elektrijuhid elektrostaatilises väljas.ppt
Dirigendid ja dielektrikud
Slaidid: 18 Sõnad: 507 Helid: 0 Efektid: 206Elektriväli. Elektrijuhid ja dielektrikud elektrostaatilises väljas. Dirigendid ja dielektrikud. Juhtivad ained. viimane elektron. Metallide struktuur. Metallist juht. Metalljuht elektrostaatilises väljas. Dielektriku struktuur. Polaarse dielektriku struktuur. Dielektrik elektriväljas. Söötme dielektriline läbilaskvus. Coulombi seadus. Mikrolaine. Mikrolaine. Kuidas mikrolained toitu soojendavad. Võimsus. - Juhtmed ja dielektrikud.ppt
Elektriväljas olevad juhid Dielektrikud elektriväljas
Slaidid: 18 Sõnad: 624 Helid: 1 Efektid: 145Teema: "Juhid ja dielektrikud elektriväljas." Dirigendid. laeng juhi sees. Väljade superpositsiooni põhimõtte kohaselt on pinge juhi sees null. juhtiv sfäär. Võtke suvaline punkt A. Saitide laengud on võrdsed. elektrostaatiline induktsioon. ekvipotentsiaalpinnad. Kõige kuulsamad elektrikalad on. Elektriline Stingray. Elektriangerjas. Dielektrikud. Dielektrikud on materjalid, milles puuduvad vabad elektrilaengud. Dielektrikuid on kolme tüüpi: polaarne, mittepolaarne ja ferroelektriline. - Elektriväljas olevad juhid Dielektrikud elektriväljas.ppt
Elektriväli dielektrikutes
Slaidid: 31 Sõnad: 2090 Helid: 0 Efektid: 0Dielektrikud ei juhi tavatingimustes elektrit. Mõiste "dielektrikud" võttis kasutusele Faraday. Dielektrik, nagu iga aine, koosneb aatomitest ja molekulidest. Dielektrilised molekulid on elektriliselt neutraalsed. Polarisatsioon. Väljatugevus dielektrikus. Välja toimel dielektrik polariseerub. Saadud väli dielektriku sees. Väli. elektriline nihe. Välisvälja loob vabade elektrilaengute süsteem. Gaussi teoreem välja kohta dielektrikus. Gaussi teoreem elektrostaatilise välja kohta dielektrikus. Ferroelektrikute omadused sõltuvad tugevalt temperatuurist. - Dielektriline.ppt
Dielektrikute polarisatsioon
Slaidid: 20 Sõnad: 1598 Helid: 0 Efektid: 0Dielektrikute polarisatsioon. Suhteline lubavus. Polarisatsioonivektor. Polarisatsiooni mehhanismid. spontaanne polarisatsioon. rände polarisatsioon. Elastse polarisatsiooni tüübid. Iooniline elastne polarisatsioon. Dipoolne elastne polarisatsioon. Termilise polarisatsiooni tüübid. Dipooli termiline polarisatsioon. Elektrooniline termopolarisatsioon. Dielektriline konstant. Ferroelektrikud. Piesoelektrikud. Piesoelektrilisi efekte täheldatakse ainult kristallides, millel puudub sümmeetriakese. Püroelektrikud. Püroelektrikatel on spontaanne polarisatsioon piki polaartelge. Fotopolarisatsioon. -
Kera pinnal lõikasid koonused välja väikesed sfäärilised lõigud ja mida võib pidada tasaseks. A r1r1 r2r2 S1S1 S2S2 ehk Koonused on üksteisega sarnased, kuna tipu nurgad on võrdsed. Sarnasusest järeldub, et aluste pindalad on seotud kauguste ruutudena ja punktist A vastavalt aladele ja. Sellel viisil,
Ekvipotentsiaalpinnad Ekvipotentsiaalpindade ligikaudne kulg südame teatud ergastusmomendil on näidatud joonisel. Elektriväljas on mis tahes kujuga juhtiva keha pind ekvipotentsiaalne pind. Punktiirjooned näitavad ekvipotentsiaalipindu, nende kõrval olevad numbrid potentsiaali väärtust millivoltides.
Ainete dielektriline konstant Aine ε ε Gaasid ja veeaur Lämmastik Vesinik Õhk Vaakum Veeaur (at t=100 ºС) Heelium Hapnik Süsinikdioksiid Vedelikud Vedel lämmastik (at t= -198,4 ºС) Bensiin Vesi Vedel vesinik (at 25 ,= -25 t 9 ºС) Vedel heelium (at = -269 ºC) Glütseriin 1,0058 1,006 1,4 1,9–2,0 81 1,2 1,05 43 Vedel hapnik (at = -192,4 ºС) Transformerõli Diamond Puit – Ixceidsat eter 10 ºС) Parafiin Kumm Vilgukivi Klaas Baarium titaan Portselan Merevaik 1,5 2,2 26 4,3 5,7 2,2 2,2–3,7 70 1,9–2,2 3,0–6,0 5,7–7,2 6,0–10,2–6,8
Kirjandus O. F. Kabardin “Füüsika. Võrdlusmaterjalid". O. F. Kabardin „Füüsika. Võrdlusmaterjalid". A. A. Pinsky “Füüsika. Õpik 10. klassile koolidele ja klassidele füüsika süvaõppega. A. A. Pinsky “Füüsika. Õpik 10. klassile koolidele ja klassidele füüsika süvaõppega. G. Ya. Myakishev “Füüsika. Elektrodünaamika klassid. G. Ya. Myakishev “Füüsika. Elektrodünaamika klassid. Ajakiri "Quantum". Ajakiri "Quantum".
slaid 2
Elektriväljas olevad juhid ja dielektrikud Laetud osakesi, mis võivad elektriväljas vabalt liikuda, nimetatakse vabalaenguteks, neid sisaldavaid aineid aga juhtideks. Juhtideks on metallid, vedelad lahused ja elektrolüütide sulamid. Metalli vabad laengud on aatomite väliskesta elektronid, mis on nendega kontakti kaotanud. Need elektronid, mida nimetatakse vabadeks elektronideks, võivad vabalt liikuda läbi metallkeha mis tahes suunas. Elektrostaatilistes tingimustes, st kui elektrilaengud on paigal, on elektrivälja tugevus juhi sees alati null. Tõepoolest, kui eeldame, et juhi sees on veel väli, siis mõjuvad selles olevatele vabadele laengutele väljatugevusega võrdelised elektrijõud ja need laengud hakkavad liikuma, mis tähendab, et väli lakkab olemast elektrostaatiline. . Seega ei ole juhi sees elektrostaatilist välja.
slaid 3
Aineid, milles puuduvad vabad laengud, nimetatakse dielektrikuteks või isolaatoriteks. Dielektrikute näideteks võivad olla erinevad gaasid, mõned vedelikud (vesi, bensiin, alkohol jne), aga ka paljud tahked ained (klaas, portselan, pleksiklaas, kumm jne). Dielektrikuid on kahte tüüpi – polaarsed ja mittepolaarsed. Polaarses dielektrilises molekulis on positiivsed laengud valdavalt selle ühes osas ("+" poolus) ja negatiivsed laengud teises ("-" pooluses). Mittepolaarses dielektrikus jaotuvad positiivsed ja negatiivsed laengud kogu molekulis võrdselt. Elektriline dipoolmoment on vektorfüüsikaline suurus, mis iseloomustab laetud osakeste süsteemi elektrilisi omadusi (laengujaotust) selle poolt tekitatava välja ja sellele väliste väljade toime tähenduses. Lihtsaim laengute süsteem, millel on kindel (sõltumata päritolu valikust) nullist erinev dipoolmoment, on dipool (kaks sama suurusjärgu vastandlaenguga punktosakest)
slaid 4
Dipooli elektriline dipoolmoment on absoluutväärtuses võrdne positiivse laengu väärtuse ja laengutevahelise kauguse korrutisega ning on suunatud negatiivsest laengust positiivsele või: kus q on laengute suurus, l on vektor, mille algus on negatiivses laengus ja lõpp positiivses. N osakese süsteemi korral on elektriline dipoolmoment: Elektrilise dipoolmomendi süsteemiühikutel pole erilist nime. SI-s on see lihtsalt cm. Molekulide elektrilist dipoolmomenti mõõdetakse tavaliselt debüüdes: 1 D = 3,33564 10−30 C m.
slaid 5
Dielektriline polarisatsioon. Kui dielektrik sisestatakse välisesse elektrivälja, toimub selles aatomeid või molekule moodustavate laengute mõningane ümberjaotumine. Selle ümberjaotuse tulemusena tekivad dielektrilise proovi pinnale liigsed kompenseerimata seotud laengud. Kõik laetud osakesed, mis moodustavad makroskoopilisi seotud laenguid, on endiselt osa nende aatomitest. Seotud laengud tekitavad elektrivälja, mis dielektriku sees on suunatud välise välja intensiivsuse vektori vastassuunas. Seda protsessi nimetatakse dielektriliseks polarisatsiooniks. Selle tulemusena osutub dielektriku sees olev kogu elektriväli absoluutväärtuses väiksemaks kui välisväli. Füüsikalist suurust, mis võrdub vaakumis oleva välise elektrivälja tugevusmooduli E0 ja homogeense dielektriku E koguvälja tugevuse mooduli suhtega, nimetatakse aine läbilaskvuseks:
slaid 6
Dielektrikute polariseerimiseks on mitu mehhanismi. Peamised neist on orientatsiooni- ja deformatsioonipolarisatsioonid. Orientatsiooni- ehk dipoolpolarisatsioon tekib polaarsete dielektrikute puhul, mis koosnevad molekulidest, milles positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed ei lange kokku. Sellised molekulid on mikroskoopilised elektridipoolid - neutraalne kombinatsioon kahest, suuruselt võrdsest ja vastasmärgiga laengust, mis asuvad üksteisest teatud kaugusel. Näiteks veemolekulil on dipoolmoment, aga ka mitmete teiste dielektrikute (H2S, NO2 jne) molekulidel. Välise elektrivälja puudumisel on molekulaarsete dipoolide teljed soojusliikumise tõttu juhuslikult orienteeritud, nii et dielektriku pinnal ja ruumala mis tahes elemendis on elektrilaeng keskmiselt võrdne nulliga. Kui dielektrik sisestatakse välisvälja, toimub molekulaarsete dipoolide osaline orientatsioon. Selle tulemusena tekivad dielektriku pinnale kompenseerimata makroskoopilised seotud laengud, mis tekitavad välisele väljale suunatud välja.
Slaid 7
Polaarsete dielektrikute polarisatsioon sõltub tugevalt temperatuurist, kuna molekulide soojusliikumine mängib desorienteeriva teguri rolli. Joonisel on näha, et välisväljas mõjuvad polaarse dielektriku molekuli vastaspoolustele vastassuunalised jõud, mis püüavad molekuli pöörata mööda väljatugevuse vektorit.
Slaid 8
Deformatsiooni (või elastsuse) mehhanism avaldub mittepolaarsete dielektrikute polariseerumisel, mille molekulidel ei ole välisvälja puudumisel dipoolmomenti. Elektronide polariseerumisel elektrivälja toimel deformeeruvad mittepolaarsete dielektrikute elektronkatted - positiivsed laengud nihkuvad vektori suunas ja negatiivsed vastupidises suunas. Selle tulemusena muutub iga molekul elektriliseks dipooliks, mille telg on suunatud piki välisvälja. Dielektriku pinnale tekivad kompenseerimata seotud laengud, luues oma välja, mis on suunatud välisvälja poole. Nii toimub mittepolaarse dielektriku polarisatsioon. Mittepolaarse molekuli näide on metaani CH4 molekul. Selles molekulis paikneb neljakordselt ioniseeritud süsiniku ioon C4– korrapärase püramiidi keskel, mille tippudes on vesinikioonid H+. Välise välja rakendamisel nihkub süsiniku ioon püramiidi keskpunktist välja ja molekuli dipoolmoment on võrdeline välisväljaga.
Slaid 9
Tahkete kristalsete dielektrikute puhul täheldatakse omamoodi deformatsioonipolarisatsiooni - nn ioonilist polarisatsiooni, mille puhul kristallvõre moodustavad erineva märgiga ioonid nihkuvad välisvälja rakendamisel vastassuundades, kui mille tulemusena tekivad kristallide külgedele seotud (kompenseerimata) laengud. Sellise mehhanismi näiteks on NaCl kristalli polarisatsioon, milles Na+ ja Cl– ioonid moodustavad kaks pesastatud alamvõret. Välise välja puudumisel on NaCl kristalli iga ühikrakk elektriliselt neutraalne ja sellel puudub dipoolmoment. Välises elektriväljas nihkuvad mõlemad alamvõred vastassuundades, st kristall on polariseeritud.
Slaid 10
Joonisel on näha, et mittepolaarsele dielektrilisele molekulile mõjub välisväli, mis liigutab selle sees eri suundades vastandlaenguid, mille tulemusena muutub see molekul sarnaseks polaarse dielektrilise molekuliga, orienteerudes piki väljajooni. Mittepolaarsete molekulide deformatsioon välise elektrivälja toimel ei sõltu nende soojusliikumisest, seega ei sõltu mittepolaarse dielektriku polarisatsioon temperatuurist.
slaid 11
Tahkete ainete ribateooria alused Banditeooria on tahkete ainete kvantteooria üks peamisi sektsioone, mis kirjeldab elektronide liikumist kristallides ning on kaasaegse metallide, pooljuhtide ja dielektrikute teooria aluseks. Tahke aine elektronide energiaspekter erineb oluliselt vabade elektronide energiaspektrist (mis on pidev) või üksikutesse isoleeritud aatomitesse kuuluvate elektronide spektrist (diskreetne teatud hulga saadaolevate tasemetega) - see koosneb eraldi lubatud energiaribadest. eraldatud keelatud energiaribadega. Bohri kvantmehaaniliste postulaatide kohaselt võib isoleeritud aatomis elektroni energia omandada rangelt diskreetseid väärtusi (elektronil on teatud energia ja see asub ühel orbitaalil).
slaid 12
Mitmest keemilise sidemega ühendatud aatomist koosneva süsteemi korral jagunevad elektronenergia tasemed proportsionaalselt aatomite arvuga. Lõhenemise mõõdu määrab aatomite elektronkestade vastastikmõju. Süsteemi edasisel suurenemisel makroskoopilisele tasemele muutub tasemete arv väga suureks ja vastavalt naaberorbitaalidel asuvate elektronide energiate erinevus on väga väike - energiatasemed jagunevad kaheks praktiliselt pidevaks diskreetseks komplektiks. - energiaribad.
slaid 13
Kõrgeimat lubatud energiaribadest pooljuhtides ja dielektrikutes, milles temperatuuril 0 K on kõik energiaseisundid hõivatud elektronidega, nimetatakse valentsribaks, millele järgneb juhtivusriba. Nende tsoonide vastastikuse paigutuse põhimõtte kohaselt jagatakse kõik tahked ained kolme suurde rühma: juhid - materjalid, milles juhtivusriba ja valentsiriba kattuvad (energiavahe puudub), moodustades ühe tsooni, mida nimetatakse juhtivusribaks. (seega saab elektron nende vahel vabalt liikuda, olles saanud lubatavalt väikese energia); dielektrikud - materjalid, mille tsoonid ei kattu ja nende vaheline kaugus on suurem kui 3 eV (elektroni ülekandmiseks valentsribast juhtivusriba on vaja märkimisväärset energiat, seetõttu dielektrikud voolu praktiliselt ei juhi); pooljuhid - materjalid, mille tsoonid ei kattu ja nende vaheline kaugus (ribavahe) jääb vahemikku 0,1–3 eV (elektroni ülekandmiseks valentsribast juhtivusriba on vaja vähem energiat kui dielektriku jaoks, seetõttu juhivad puhtad pooljuhid vähe voolu.
Slaid 14
Ribavahe (energiavahe valents- ja juhtivusribade vahel) on ribateoorias võtmetähtsusega suurus ja määrab materjali optilised ja elektrilised omadused. Elektroni üleminekut valentsribalt juhtivusribale nimetatakse laengukandjate genereerimise protsessiks (negatiivne - elektron ja positiivne - auk) ja vastupidist üleminekut nimetatakse rekombinatsiooniprotsessiks.
slaid 15
Pooljuhid on ained, mille ribavahemik on mõne elektronvoldi (eV) suurusjärgus. Näiteks võib teemanti omistada laia vahega pooljuhtidele ja indiumarseniidi kitsa vahega pooljuhtidele. Pooljuhtide hulka kuuluvad paljud keemilised elemendid (germaanium, räni, seleen, telluur, arseen ja teised), suur hulk sulameid ja keemilisi ühendeid (galliumarseniid jne). Looduses levinuim pooljuht on räni, mis moodustab ligi 30% maakoorest. Pooljuht on materjal, mis oma juhtivuse poolest asub juhtide ja dielektrikute vahepealsel positsioonil ning erineb juhtidest oma tugeva juhtivuse sõltuvuse poolest lisandite kontsentratsioonist, temperatuurist ja kokkupuutest erinevat tüüpi kiirgusega. Pooljuhi peamine omadus on elektrijuhtivuse suurenemine temperatuuri tõustes.
slaid 16
Pooljuhte iseloomustavad nii juhtide kui ka dielektrikute omadused. Pooljuhtkristallides vajavad elektronid aatomist vabanemiseks umbes 1-2 10-19 J (ligikaudu 1 eV) energiat, dielektrikute puhul aga 7-10 10-19 J (ligikaudu 5 eV), mis iseloomustab peamist erinevust pooljuhid ja dielektrikud . See energia ilmneb neis temperatuuri tõustes (näiteks toatemperatuuril on aatomite soojusliikumise energiatase 0,4 10−19 J) ja üksikud elektronid saavad energiat tuumast eraldumiseks. Nad lahkuvad oma tuumadest, moodustades vabu elektrone ja auke. Temperatuuri tõustes suureneb vabade elektronide ja aukude arv, mistõttu pooljuhis, mis ei sisalda lisandeid, elektritakistus väheneb. Tavapäraselt on pooljuhtideks tavaks pidada elemente, mille elektronide sidumisenergia on alla 2-3 eV. Elektron-augu juhtivuse mehhanism avaldub sisemistes (st ilma lisanditeta) pooljuhtides. Seda nimetatakse pooljuhtide sisemiseks elektrijuhtivuseks.
Slaid 17
Elektronide ülemineku tõenäosus valentsribalt juhtivusribale on võrdeline (-Еg/kT), kus Еg on ribavahe. Suure Еg väärtusega (2-3 eV) osutub see tõenäosus väga väikeseks. Seega on ainete jaotamisel metallideks ja mittemetallideks täpselt määratletud alus. Seevastu mittemetallide jagamisel pooljuhtideks ja dielektrikuteks sellist alust pole ja see on puhtalt meelevaldne.
Slaid 18
Sisejuhtivus ja lisandite juhtivus Pooljuhte, milles aatomite, millest kogu kristall on ehitatud, ionisatsiooni käigus tekivad vabad elektronid ja "augud", nimetatakse sisemise juhtivusega pooljuhtideks. Sisejuhtivusega pooljuhtides on vabade elektronide kontsentratsioon võrdne "aukude" kontsentratsiooniga. Lisandite juhtivus Lisandite juhtivusega kristalle kasutatakse sageli pooljuhtseadmete loomiseks. Sellised kristallid valmistatakse viievalentse või kolmevalentse keemilise elemendi aatomitega lisandite sisseviimisega.
Slaid 19
Elektroonilised pooljuhid (n-tüüpi) Mõiste "n-tüüpi" on tuletatud sõnast "negatiivne", mis viitab enamuskandjate negatiivsele laengule. Neljavalentsele pooljuhile (näiteks ränile) lisatakse viievalentse pooljuhi lisand (näiteks arseen). Interaktsiooni käigus tekib iga lisandi aatom kovalentsesse sidemesse räni aatomitega. Küllastunud valentssidemetes pole aga arseeni aatomi viiendal elektronil kohta ning see katkeb ja muutub vabaks. Sel juhul teostab laengu ülekandmist elektron, mitte auk, see tähendab, et seda tüüpi pooljuhid juhivad elektrivoolu nagu metallid. Lisandeid, mida pooljuhtidele lisatakse, mille tulemusena need muutuvad n-tüüpi pooljuhtideks, nimetatakse doonorlisanditeks.
Slaid 20
Aukpooljuhid (p-tüüp) Mõiste "p-tüüp" tuleneb sõnast "positiivne", mis tähistab enamuskandjate positiivset laengut. Seda tüüpi pooljuhte iseloomustab lisaks lisandialusele ka juhtivuse auklik olemus. Neljavalentsele pooljuhile (näiteks ränile) lisatakse väike kogus kolmevalentse elemendi (näiteks indium) aatomeid. Iga lisandi aatom loob kovalentse sideme kolme naabruses asuva räni aatomiga. Sideme loomiseks neljanda räni aatomiga ei ole indiumiaatomil valentselektroni, mistõttu see haarab naaberräni aatomite vahelisest kovalentsest sidemest valentselektroni ja muutub negatiivselt laetud iooniks, mille tulemusena tekib auk. . Lisandeid, mis sel juhul lisatakse, nimetatakse aktseptori lisanditeks.
slaid 21
slaid 22
Pooljuhtide füüsikalisi omadusi on metallide ja dielektrikutega võrreldes kõige rohkem uuritud. Suures osas soodustab seda tohutu hulk efekte, mida kummalgi ainel ei ole võimalik täheldada ja mis on peamiselt seotud pooljuhtide ribastruktuuri ja üsna kitsa ribalaiuse olemasoluga. Pooljuhtühendid jagunevad mitut tüüpi: lihtsad pooljuhtmaterjalid – tegelikud keemilised elemendid: boor B, süsinik C, germaanium Ge, räni Si, seleen Se, väävel S, antimon Sb, telluur Te ja jood I. Germaanium, räni ja seleen. Ülejäänud osa kasutatakse kõige sagedamini lisanditena või keerukate pooljuhtmaterjalide komponentidena. Keeruliste pooljuhtmaterjalide rühma kuuluvad keemilised ühendid, millel on pooljuhtomadused ja mis sisaldavad kahte, kolme või enamat keemilist elementi. Loomulikult on pooljuhtide uurimise peamiseks stiimuliks pooljuhtseadmete ja integraallülituste tootmine.
slaid 23
Täname tähelepanu eest!
Kuva kõik slaidid
Elektrivälja juhid Vabalaengud – sama märgiga laetud osakesed, mis võivad elektrivälja mõjul liikuda Seotud laengud – vastandlaengud, millest moodustuvad aatomid (või molekulid), mis ei saa elektri mõjul üksteisest sõltumatult liikuda. valdkonnas ained juhid dielektrikud pooljuhid
Iga keskkond nõrgendab elektrivälja tugevust
Meediumi elektrilised omadused määratakse selles olevate laetud osakeste liikuvuse järgi
Juhtmetall, soolade lahused, happed, niiske õhk, plasma, inimkeha
See on keha, mille sees on piisav kogus vabu elektrilaenguid, mis võivad elektrivälja mõjul liikuda.
Kui laenguta juht viiakse elektrivälja, hakkavad laengukandjad liikuma. Need on jaotatud nii, et nende tekitatud elektriväli on välisväljaga vastupidine, see tähendab, et juhi sees olev väli nõrgeneb. Laenguid jaotatakse ümber seni, kuni on täidetud juhi laengute tasakaalu tingimused, st:
elektrivälja viidud neutraaljuht lõhub pingejooned. Need lõpevad negatiivsete indutseeritud laengutega ja algavad positiivsete laengutega.
Laengute ruumilise eraldumise nähtust nimetatakse elektrostaatiliseks induktsiooniks. Suure täpsusega indutseeritud laengute omaväli kompenseerib juhi sees olevat välist välja.
Kui juhil on sisemine õõnsus, siis väli õõnsuse sees puudub. Seda asjaolu kasutatakse seadmete elektriväljade eest kaitsmise korraldamisel.
Juhi elektriseerumist välises elektrostaatilises väljas, eraldades selles võrdsetes kogustes juba olemasolevad positiivsed ja negatiivsed laengud, nimetatakse elektrostaatilise induktsiooni nähtuseks ja ümberjaotatud laenguid endid indutseerituteks. Seda nähtust saab kasutada laenguta juhtide elektrifitseerimiseks.
Laadimata juhi saab elektrifitseerida kokkupuutel teise laetud juhiga.
Laengute jaotus juhtide pinnal oleneb nende kujust. Punktidel täheldatakse maksimaalset laengutihedust, süvendite sees aga vähendatakse seda miinimumini.
Oluliste potentsiaalide erinevuste saamiseks elektrostaatilisel meetodil on kasutatud elektrilaengute omadust koonduda juhi pinnalähedasesse kihti. Joonisel fig. on toodud elementaarosakeste kiirendamiseks kasutatava elektrostaatilise generaatori skeem.
Suure läbimõõduga sfääriline juht 1 asub isolatsioonisambal 2. Kolonni sees liigub suletud dielektriline lint 3, mida juhivad trumlid 4. Kõrgepingegeneraatorist kantakse eklektiline laeng lindile läbi terava otsaga süsteemi. juhtmed 5, lindi tagaküljel asub maandusplaat 6. Lindilt laengud eemaldatakse punktide 7 abil ja voolavad alla juhtivale sfäärile. Kerale koguneda võiva maksimaalse laengu väärtuse määrab sfäärilise juhi pinnalt lekkiv leke. Praktikas saab kasutada sarnase konstruktsiooniga generaatoreid kera läbimõõduga 10–15 m, et saada potentsiaalide erinevust suurusjärgus 3–5 miljonit volti. Kera laengu suurendamiseks asetatakse mõnikord kogu konstruktsioon surugaasiga täidetud kasti, mis vähendab ionisatsiooni intensiivsust.
http://www.physbook.ru/images/0/02/Img_T-68-004.jpg
http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/elmag/uchpos/text/2_2.html
http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/course_files/el13.JPG
Elektrijuhid ja dielektrikud elektrostaatilises väljas
Mežetski Artjom
Lõpetatud:
Munitsipaalharidusasutus
"Belovo linna keskkool nr 30"
Pea: Popova Irina Aleksandrovna
Belovo 2011
Plaan:- 1. Juhid ja dielektrikud.
- 2. Elektrijuhid elektrostaatilises väljas.
- 3. Dielektrikud elektrostaatilises väljas. Kaks tüüpi dielektrikuid.
- 4. Dielektriline konstant.
Metallide struktuur
Metalljuht elektrostaatilises väljas
Evt.= Etn.
Metalljuht elektrostaatilises väljas
E ext.= E int.
Juhi sees puudub elektriväli.
Kogu juhi staatiline laeng on koondunud selle pinnale.
Dielektriku struktuur naatriumkloriidi molekuli NaCl elektridipooli struktuur on kahe punktlaengu kogum, mis on suuruselt võrdsed ja vastasmärgiga.Dielektrikute tüübid Polaarne Koosneb molekulidest, milles positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed ei lange kokku; lauasool, alkoholid, vesi jne Mittepolaarne Koosneb molekulidest, milles positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed langevad kokku. inertgaasid, O2, H2, benseen, polüetüleen jne. Polaarse dielektriku struktuur
Dielektrik elektriväljas
E int.< Е внеш.
DIELEKTRIK NÕRGENDAB VÄLIST ELEKTRIVÄLJAT
Söötme dielektriline konstant- dielektriku elektriliste omaduste iseloomustusElektrivälja tugevus vaakumis
Elektrivälja tugevus dielektrikus
Söötme dielektriline konstant
Ainete dielektriline konstant Coulombi seadus:- Coulombi seadus:
- Punktlaengu tekitatud elektrivälja tugevus:
Probleemide lahendamine Probleemide lahendamine Probleemide lahendamine Test
Nr 1: Positiivselt laetud keha viiakse kolmele puudutavale plaadile A, B, C. Plaadid B, C on juht ja A on dielektrik. Millised laengud on plaatidel pärast plaadi B täielikku väljatõmbamist?
Vastuste valikud
#2: seeriaviisiliselt laetud metallkuul
sukeldatud kahte dielektrilisse vedelikku (1< 2).
Milline järgmistest graafikutest
peegeldab sõltuvust kõige täpsemalt
välja potentsiaal kaugusest,
mõõdetuna palli keskelt?
#4: Positiivne laeng asetati paksuseinalise laenguta metallkera keskele. Milline järgmistest joonistest vastab elektrostaatilise välja jõujoonte jaotusmustrile?
#5: Milline järgmistest joonistest vastab positiivse laengu ja maandatud metalltasandi jõujoonte jaotusmustrile?
Kasutatud Raamatud
- Kasjanov, V.A. Füüsika, 10. klass [Tekst]: õpik keskkoolidele / V.A. Kasjanov. - OÜ "Drofa", 2004. - 116 lk.
- Kabardin O.F., Orlov V.A., Evenchik E.E., Shamash S.Ya., Pinsky A.A., Kabardina S.I., Dick Yu.I., Nikiforov G.G., Shefer N.AND. "Füüsika. 10. klass“, „Valgustus“, 2007. a