Vezetők és szigetelők bemutatása. Előadás a következő témában: "vezetők és dielektrikumok"

1. Külső tér hiányában a részecskék az anyagon belül úgy oszlanak el, hogy az általuk létrehozott elektromos tér nulla. 2. Külső tér jelenlétében a töltött részecskék újraeloszlása ​​következik be, és az anyagban saját elektromos tér keletkezik, amely a külső E0 mező és az anyag töltött részecskéi által létrehozott belső E / összege? Milyen anyagokat nevezünk vezetőknek? 3. Karmesterek -

  • szabad töltésekkel rendelkező anyagok, amelyek részt vesznek a hőmozgásban és mozoghatnak a vezető teljes térfogatában
  • 4. A "-" vezetőben külső tér hiányában a szabad töltést az ionrács "+" töltése kompenzálja. Egy elektromos térben, ott újraelosztás ingyenes díjak, aminek következtében a felületén nem kompenzált "+" és "-" töltések jelennek meg
  • Ezt a folyamatot ún elektrosztatikus indukció, és a vezető felületén megjelenő töltések olyan indukciós töltések.
5. A teljes elektrosztatikus tér a vezető belsejében nulla 6. Az elektromos térbe bevezetett vezető minden belső tartománya elektromosan semleges marad 7. Ennek alapján elektrosztatikus védelem- Az elektromos térre érzékeny eszközöket fémdobozokba helyezzük, hogy kiküszöböljük a tér hatását. ? Milyen anyagokat nevezünk dielektrikumnak? 8. A dielektrikumokban (szigetelőkben) nincs szabad elektromos töltés. Semleges atomokból vagy molekulákból állnak. A semleges atomban lévő töltött részecskék egymáshoz kötődnek, és nem mozoghatnak elektromos tér hatására a dielektrikum teljes térfogatában.
  • 8. A dielektrikumokban (szigetelőkben) nincs szabad elektromos töltés. Semleges atomokból vagy molekulákból állnak. A semleges atomban lévő töltött részecskék egymáshoz kötődnek, és nem mozoghatnak elektromos tér hatására a dielektrikum teljes térfogatában.
9. Ha egy dielektrikumot bevezetünk egy külső elektromos térbe, abban töltések újraeloszlása ​​megy végbe. Ennek eredményeként a többlet kompenzálatlan összefüggő díjakat. 10. A kötött töltések elektromos teret hoznak létre, amely a dielektrikumon belül a külső térerősség vektorával ellentétes irányban irányul. Ezt a folyamatot ún dielektromos polarizáció. 11. A vákuumban lévő külső elektromos tér modulusának a homogén dielektrikumban lévő teljes mező modulusához viszonyított arányával egyenlő fizikai mennyiséget ún. dielektromos állandó anyagokat. ε =E0/E
12. Poláris dielektrikumok - olyan molekulákból áll, amelyek eloszlási központja "+" és "-" töltések nem egyeznek. 13. A molekulák mikroszkopikus elektromos dipólusok - két egyenlő nagyságú és ellentétes előjelű töltés semleges kombinációja, amelyek egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el. 14. Példák poláris dielektrikumokra:
  • víz, alkohol,
  • nitrogén-monoxid (4)
15. Amikor egy dielektrikumot vezetünk be egy külső térbe, a dipólusok részleges orientációja következik be. Ennek eredményeként a dielektrikum felületén kompenzálatlan kötött töltések jelennek meg, amelyek a külső tér felé irányuló mezőt hoznak létre. tizenhat. Nem poláris dielektrikumok- olyan anyagok, amelyek molekuláiban a „+” és „-” töltések eloszlási központjai vannak egyeznek meg. 17. Kompenzálatlan kötött töltések jelennek meg a dielektrikum felületén, saját E / mezőt létrehozva az E0 külső tér felé. Nem poláris dielektrikum polarizációja 18. Példák nem poláris dielektrikumokra:
  • inert gázok, oxigén, hidrogén, benzol, polietilén.
1. Mekkora az elektromos tér a vezető belsejében?
  • A) A töltések potenciális energiája
  • B) A töltések mozgási energiája
  • B) nulla
A) Ezek olyan anyagok, amelyekben a töltött részecskék nem tudnak mozogni elektromos tér hatására.
  • A) Ezek olyan anyagok, amelyekben a töltött részecskék nem tudnak mozogni elektromos tér hatására.
  • B) Ezek olyan anyagok, amelyekben a töltött részecskék elektromos tér hatására mozoghatnak.
A) 1 4. Mit nevezünk polarizációnak?
  • A) Ez a dielektrikum pozitív és negatív kötött töltéseinek ellentétes irányú elmozdulása
  • B) Ez a dielektrikum pozitív és negatív kötött töltésének egyirányú elmozdulása
  • C) Ez a dielektrikum pozitív és negatív töltésének elrendezése középen
5. Hol koncentrálódik a vezető statikus töltése?
  • A) a vezető belsejében
  • B) a felületén
7. HOGYAN VAN A DIELEKTROMOS ELLENÁLLÁS KIJELÖLÉSE? 8. Nem poláris dielektrikumok, ezek olyan dielektrikumok, amelyekben a pozitív és negatív töltések eloszlási központja ...
  • 8. Nem poláris dielektrikumok, ezek olyan dielektrikumok, amelyekben a pozitív és negatív töltések eloszlási központja ...
A) Arról, hogy a vezető belsejében az elektromos tér maximális.
  • A) Arról, hogy a vezető belsejében az elektromos tér maximális.
  • B) arról, hogy a vezető belsejében nincs elektromos tér
10. Mi a dipólus?
  • A) Ez egy pozitív töltésű töltésrendszer
  • B) Ez egy negatív töltésű töltésrendszer
  • B) Ez a semleges töltésrendszer

2. dia

Vezetők és dielektrikumok elektromos térben Az elektromos térben szabadon mozgó töltött részecskéket szabad töltéseknek, az ezeket tartalmazó anyagokat pedig vezetőknek nevezzük. A vezetők fémek, folyékony oldatok és elektrolitok olvadékai. A fémben lévő szabad töltések az atomok külső héjának elektronjai, amelyek elvesztették velük a kapcsolatot. Ezek az elektronok, amelyeket szabad elektronoknak neveznek, szabadon mozoghatnak a fémtesten bármely irányba. Elektrosztatikus körülmények között, azaz amikor az elektromos töltések állók, a vezető belsejében az elektromos térerősség mindig nulla. Valóban, ha feltételezzük, hogy a vezetőben még mindig van tér, akkor a térerősséggel arányos elektromos erők hatnak a benne lévő szabad töltésekre, és ezek a töltések elkezdenek mozogni, ami azt jelenti, hogy a tér megszűnik elektrosztatikus. . Így a vezető belsejében nincs elektrosztatikus tér.

3. dia

Azokat az anyagokat, amelyekben nincs szabad töltés, dielektrikumnak vagy szigetelőnek nevezzük. Különféle gázok, egyes folyadékok (víz, benzin, alkohol stb.), valamint számos szilárd anyag (üveg, porcelán, plexi, gumi stb.) szolgálhatnak példaként a dielektrikumra. Kétféle dielektrikum létezik - poláris és nem poláris. A poláris dielektromos molekula egyik részében ("+" pólus) túlnyomórészt pozitív töltések, a másikban ("-" pólusban) vannak negatív töltések. A nem poláris dielektrikumban a pozitív és negatív töltések egyenlően oszlanak el a molekulában. Az elektromos dipólusmomentum egy vektorfizikai mennyiség, amely egy töltött részecskék rendszerének elektromos tulajdonságait (töltéseloszlást) jellemzi az általa létrehozott mező és a külső mezők ráhatása értelmében. A legegyszerűbb töltésrendszer, amelynek egy bizonyos (az eredetválasztástól független) nem nulla dipólusmomentuma van, a dipólus (két azonos nagyságú ellentétes töltésű pontrészecske)

4. dia

A dipólus elektromos dipólusmomentuma abszolút értékben egyenlő a pozitív töltés értékének és a töltések közötti távolság szorzatával, és a negatív töltéstől a pozitív felé irányul, vagy: ahol q a töltések nagysága, l egy vektor, amelynek kezdete a negatív töltésű, a vége pedig a pozitív. N részecskékből álló rendszer esetén az elektromos dipólusmomentum a következő: Az elektromos dipólusmomentum rendszeregységeinek nincs külön neve. SI-ben csak Cm. A molekulák elektromos dipólusmomentumát általában debye-ben mérik: 1 D = 3,33564 10−30 C m.

5. dia

Dielektromos polarizáció. Amikor egy dielektrikumot bevezetünk egy külső elektromos térbe, abban az atomokat vagy molekulákat alkotó töltések némi újraeloszlása ​​következik be. Ennek az újraelosztásnak köszönhetően a dielektromos minta felületén többlet kompenzálatlan kötött töltések jelennek meg. Minden töltött részecske, amely makroszkopikus kötött töltést képez, még mindig része az atomjainak. A kötött töltések elektromos teret hoznak létre, amely a dielektrikumon belül a külső térerősségvektorral ellentétes irányban irányul. Ezt a folyamatot dielektromos polarizációnak nevezik. Ennek eredményeként a dielektrikumon belüli teljes elektromos tér abszolút értékben kisebbnek bizonyul, mint a külső térben. Azt a fizikai mennyiséget, amely megegyezik a vákuumban lévő külső elektromos tér modulusának E0 és a homogén E dielektrikum teljes mezőjének modulusával, az anyag permittivitásának nevezzük:

6. dia

Számos mechanizmus létezik a dielektrikumok polarizációjára. A főbbek az orientációs és deformációs polarizációk. Orientációs vagy dipólus polarizáció fordul elő olyan molekulákból álló poláris dielektrikumok esetében, amelyekben a pozitív és negatív töltések eloszlási központja nem esik egybe. Az ilyen molekulák mikroszkopikus elektromos dipólusok - két egyenlő nagyságú és ellentétes előjelű töltés semleges kombinációja, amelyek egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el. Például egy vízmolekulának van dipólusmomentuma, valamint számos más dielektrikum (H2S, NO2 stb.) molekulái. Külső elektromos tér hiányában a molekuláris dipólusok tengelyei a hőmozgás következtében véletlenszerűen vannak orientálva, így a dielektrikum felületén és a térfogat bármely elemében az elektromos töltés átlagosan nullával egyenlő. Amikor egy dielektrikumot vezetünk be egy külső mezőbe, a molekuláris dipólusok részleges orientációja következik be. Ennek eredményeként a dielektrikum felületén kompenzálatlan makroszkopikus kötött töltések jelennek meg, amelyek a külső tér felé irányuló mezőt hoznak létre.

7. dia

A poláris dielektrikumok polarizációja erősen függ a hőmérséklettől, mivel a molekulák hőmozgása dezorientáló tényezőként játszik szerepet. Az ábrán látható, hogy külső térben a poláris dielektrikum ellentétes pólusaira ellentétes irányú erők hatnak, amelyek a molekulát a térerősség vektora mentén próbálják elforgatni.

8. dia

A deformációs (vagy rugalmas) mechanizmus a nempoláris dielektrikumok polarizációja során jelentkezik, amelyek molekulái külső tér hiányában nem rendelkeznek dipólusmomentummal. Az elektromos tér hatására bekövetkező elektronpolarizáció során a nem poláris dielektrikumok elektronhéjai deformálódnak - a pozitív töltések a vektor irányába tolódnak el, a negatív töltések pedig az ellenkező irányba. Ennek eredményeként minden molekula elektromos dipólussá alakul, amelynek tengelye a külső mező mentén irányul. A dielektrikum felületén kompenzálatlan kötött töltések jelennek meg, amelyek saját, a külső tér felé irányuló mezőt hoznak létre. Így történik a nem poláris dielektrikum polarizációja. A nem poláris molekulák egyik példája a metán CH4 molekula. Ebben a molekulában a négyszeres ionizált szénion C4– egy szabályos piramis közepén helyezkedik el, amelynek tetején H+ hidrogénionok találhatók. Külső mező alkalmazásakor a szénion kiszorul a piramis közepéből, és a molekula dipólusmomentuma arányos a külső térrel.

9. dia

A szilárd kristályos dielektrikumok esetében egyfajta deformációs polarizáció figyelhető meg - az úgynevezett ionos polarizáció, amelyben a kristályrácsot alkotó különböző előjelű ionok külső mező alkalmazásakor ellentétes irányú eltolódást okoznak. melynek eredményeként kötött (kompenzálatlan) töltések jelennek meg a kristálylapokon. Ilyen mechanizmus például egy NaCl kristály polarizációja, amelyben a Na+ és Cl– ionok két egymásba ágyazott részrácsot alkotnak. Külső tér hiányában a NaCl kristály minden egyes cellája elektromosan semleges, és nincs dipólusmomentuma. Külső elektromos térben mindkét részrács ellentétes irányban eltolódik, azaz a kristály polarizált.

10. dia

Az ábrán látható, hogy egy külső tér hat egy nempoláris dielektromos molekulára, amelyen belül ellentétes töltéseket mozgat különböző irányokba, aminek következtében ez a molekula egy poláris dielektromos molekulához válik hasonlóvá, a térvonalak mentén orientálódva. A nempoláris molekulák deformációja külső elektromos tér hatására nem függ a hőmozgásuktól, ezért a nem poláris dielektrikum polarizációja nem függ a hőmérséklettől.

dia 11

A szilárd testek sávelméletének alapjai A sávelmélet a szilárd testek kvantumelméletének egyik fő része, amely leírja az elektronok mozgását a kristályokban, és ez az alapja a modern fémek, félvezetők és dielektrikumok elméletének. A szilárd testben lévő elektronok energiaspektruma jelentősen eltér a szabad elektronok energiaspektrumától (ami folytonos) vagy az egyes izolált atomokhoz tartozó elektronok spektrumától (bizonyos rendelkezésre álló szintkészlettel diszkrét) - külön megengedett energiasávokból áll tiltott energiasávokkal elválasztva. Bohr kvantummechanikai posztulátumai szerint egy izolált atomban az elektron energiája szigorúan diszkrét értékeket vehet fel (az elektronnak van egy bizonyos energiája, és az egyik pályán található).

dia 12

Egy kémiai kötéssel egyesített több atomból álló rendszer esetén az elektronenergia szintek az atomok számával arányos mértékben oszlanak meg. A hasadás mértékét az atomok elektronhéjainak kölcsönhatása határozza meg. A rendszer további növekedésével makroszkopikus szintre a szintek száma nagyon megnő, és a szomszédos pályákon elhelyezkedő elektronok energiáinak különbsége nagyon kicsi - az energiaszintek két gyakorlatilag folytonos diszkrét halmazra oszlanak. - energiasávok.

dia 13

A félvezetők és dielektrikumok megengedett energiasávjai közül a legmagasabbat, amelyben 0 K hőmérsékleten minden energiaállapotot elektronok foglalnak el, vegyértéksávnak nevezzük, ezt követi a vezetési sáv. E zónák kölcsönös elrendezésének elve szerint minden szilárd anyagot három nagy csoportra osztanak: vezetők - olyan anyagok, amelyekben a vezetési sáv és a vegyértéksáv átfedik egymást (nincs energiarés), egy zónát alkotva, amelyet vezetési sávnak neveznek. (így egy elektron szabadon mozoghat közöttük, bármilyen megengedhetően kis energiát kapott); dielektrikumok - olyan anyagok, amelyekben a zónák nem fedik át egymást, és a köztük lévő távolság nagyobb, mint 3 eV (az elektronnak a vegyértéksávból a vezetési sávba történő átviteléhez jelentős energia szükséges, ezért a dielektrikumok gyakorlatilag nem vezetnek áramot); félvezetők - olyan anyagok, amelyekben a zónák nem fedik át egymást, és a köztük lévő távolság (a sávszélesség) 0,1-3 eV tartományba esik (egy elektronnak a vegyértéksávból a vezetési sávba való átviteléhez kevesebb energia szükséges, mint dielektrikum esetében, ezért a tiszta félvezetők kevés áramot vezetnek.

14. dia

A sávrés (a vegyérték- és vezetési sáv közötti energiarés) kulcsfontosságú mennyiség a sávelméletben, és meghatározza az anyag optikai és elektromos tulajdonságait. Az elektronnak a vegyértéksávból a vezetési sávba való átmenetét a töltéshordozók (negatív - elektron és pozitív - lyuk) generálási folyamatnak nevezik, a fordított átmenetet pedig rekombinációs folyamatnak.

dia 15

A félvezetők olyan anyagok, amelyek sávszélessége néhány elektronvolt (eV) nagyságrendű. Például a gyémánt a széles résű félvezetőknek, az indium-arzenid pedig a keskeny résűeknek tulajdonítható. A félvezetők számos kémiai elemet tartalmaznak (germánium, szilícium, szelén, tellúr, arzén és mások), rengeteg ötvözet és kémiai vegyület (gallium-arzenid stb.). A természetben a legelterjedtebb félvezető a szilícium, amely a földkéreg csaknem 30%-át teszi ki. A félvezető olyan anyag, amely vezetőképességét tekintve egy közbenső helyet foglal el a vezetők és a dielektrikumok között, és abban különbözik a vezetőktől, hogy a vezetőképesség erősen függ a szennyeződések koncentrációjától, a hőmérséklettől és a különböző típusú sugárzásoknak való kitettségtől. A félvezető fő tulajdonsága az elektromos vezetőképesség növekedése a hőmérséklet emelkedésével.

16. dia

A félvezetőket a vezetők és a dielektrikumok tulajdonságai egyaránt jellemzik. A félvezető kristályokban az elektronoknak körülbelül 1-2 10-19 J (körülbelül 1 eV) energiára van szükségük ahhoz, hogy az atomból felszabaduljanak, míg a dielektrikumok esetében 7-10 10-19 J (körülbelül 5 eV), ami a fő különbséget jellemzi félvezetők és dielektrikumok . Ez az energia a hőmérséklet emelkedésekor jelenik meg bennük (például szobahőmérsékleten az atomok hőmozgásának energiaszintje 0,4 10−19 J), és az egyes elektronok energiát kapnak az atommagról való leváláshoz. Elhagyják magjukat, szabad elektronokat és lyukakat képezve. A hőmérséklet emelkedésével a szabad elektronok és a lyukak száma nő, ezért a szennyeződéseket nem tartalmazó félvezetőben az elektromos ellenállás csökken. Hagyományosan 2-3 eV-nál kisebb elektronkötési energiájú elemeket szokás félvezetőnek tekinteni. Az elektron-lyuk vezetési mechanizmus a belső (vagyis szennyeződések nélküli) félvezetőkben nyilvánul meg. Ezt a félvezetők belső elektromos vezetőképességének nevezik.

17. dia

Az elektronátmenet valószínűsége a vegyértéksávból a vezetési sávba arányos (-Еg/kT), ahol Еg a sávrés. Nagy Еg (2-3 eV) értéknél ez a valószínűség nagyon kicsinek bizonyul. Így az anyagok fémekre és nemfémekre való felosztásának jól körülhatárolható alapja van. Ezzel szemben a nemfémek félvezetőkre és dielektrikumokra való felosztásának nincs ilyen alapja, és pusztán önkényes.

18. dia

Belső vezetőképesség és szennyeződési vezetőképesség Azokat a félvezetőket, amelyekben szabad elektronok és "lyukak" jelennek meg azon atomok ionizációs folyamatában, amelyekből a teljes kristály épül, belső vezetőképességű félvezetőknek nevezzük. A belső vezetőképességű félvezetőkben a szabad elektronok koncentrációja megegyezik a "lyukak" koncentrációjával. Szennyező vezetőképesség A szennyező vezetőképességű kristályokat gyakran használják félvezető eszközök létrehozására. Az ilyen kristályokat úgy állítják elő, hogy szennyeződéseket visznek be öt- vagy háromértékű kémiai elem atomjaival.

19. dia

Elektronikus félvezetők (n-típusú) Az "n-típusú" kifejezés a "negatív" szóból származik, amely a többségi hordozók negatív töltésére utal. Egy ötértékű félvezető szennyeződését (például arzén) adják a négyértékű félvezetőhöz (például szilícium). A kölcsönhatás során minden szennyező atom kovalens kötésbe lép a szilícium atomokkal. A telített vegyértékkötésekben azonban nincs helye az arzénatom ötödik elektronjának, az elszakad és szabaddá válik. Ebben az esetben a töltésátvitelt nem lyuk, hanem elektron végzi, vagyis az ilyen típusú félvezető úgy vezeti az elektromos áramot, mint a fémek. Azokat a szennyeződéseket, amelyeket a félvezetőkhöz adnak, amelyek eredményeként azok n-típusú félvezetővé alakulnak, donor szennyeződéseknek nevezzük.

20. dia

Lyuk félvezetők (p-típus) A "p-típusú" kifejezés a "pozitív" szóból származik, ami a többségi hordozók pozitív töltését jelöli. Az ilyen típusú félvezetőket a szennyezőbázison kívül a vezetőképesség lyukas jellege is jellemzi. Egy négyértékű félvezetőhöz (például szilíciumhoz) egy kis mennyiségű háromértékű elem (például indium) atomját adják. Minden szennyező atom kovalens kötést hoz létre három szomszédos szilícium atommal. A negyedik szilíciumatommal való kötés létrehozásához az indium atomnak nincs vegyértékelektronja, így a szomszédos szilíciumatomok közötti kovalens kötésből vegyértékelektront fog be és negatív töltésű ionná válik, aminek következtében lyuk keletkezik. . Az ebben az esetben hozzáadott szennyeződéseket akceptor szennyeződéseknek nevezzük.

dia 21

dia 22

A félvezetők fizikai tulajdonságait a fémekkel és a dielektrikumokkal összehasonlítva a legtöbbet tanulmányozzák. Ezt nagymértékben elősegíti a hatalmas számú hatás, amely egyik anyagnál sem figyelhető meg, elsősorban a félvezetők sávszerkezetével és a meglehetősen szűk sávköz jelenlétével kapcsolatban. A félvezető vegyületeket több típusra osztják: egyszerű félvezető anyagok - a tényleges kémiai elemek: bór B, szén C, germánium Ge, szilícium Si, szelén Se, kén S, antimon Sb, tellúr Te és jód I. Germánium, szilícium és szelén. A többit leggyakrabban adalékanyagként vagy összetett félvezető anyagok alkotóelemeként használják. Az összetett félvezető anyagok csoportjába olyan kémiai vegyületek tartoznak, amelyek félvezető tulajdonságokkal rendelkeznek, és két, három vagy több kémiai elemet tartalmaznak. Természetesen a félvezetők tanulmányozásának fő ösztönzője a félvezető eszközök és integrált áramkörök gyártása.

dia 23

Köszönöm a figyelmet!

Az összes dia megtekintése

VEZETŐK ÉS DIELEKTRIUM AZ ELEKTROMOS TERÜLETBEN

Alaptanfolyam


  • A vezetők olyan anyagok, amelyekben szabad elektromos töltések vannak, amelyek tetszőlegesen gyenge elektromos tér hatására mozoghatnak.

VEZETŐK

IONIZÁLT

GÁZOK

FÉMEK

ELEKTROLITOK




Elektrosztatikus védelem- olyan jelenség, amely szerint lehetséges az elektromos mező árnyékolása úgy, hogy "elrejtőzik" előle egy elektromosan vezető anyagból (például fémből) készült zárt héjon belül.

Elektrosztatikus védelem.


A jelenséget Michael Faraday fedezte fel 1836-ban. Észrevette, hogy egy földelt fémketrecbe nem juthat be külső elektromos mező. Működés elve Faraday ketrecek az, hogy egy külső elektromos tér hatására a fémben lévő szabad elektronok elkezdenek mozogni, és töltést hoznak létre a cella felületén, ami teljesen kompenzálja ezt a külső mezőt.




A dielektrikumok (vagy szigetelők) olyan anyagok, amelyek viszonylag rosszul vezetik az elektromosságot (a vezetőkhöz képest).

  • A dielektrikumban minden elektron kötött, azaz egyes atomokhoz tartozik, és az elektromos tér nem szakítja le, hanem csak kis mértékben tolja el, vagyis polarizálja. Ezért a dielektrikum belsejében elektromos tér létezhet, a dielektrikum bizonyos hatással van az elektromos térre

A dielektrikumokat a következőkre osztják polárisés nem poláris .


Poláris dielektrikumok

olyan molekulákból állnak, amelyekben a pozitív és negatív töltések eloszlási központja nem esik egybe. Az ilyen molekulákat két azonos modulusú ellentétes pontként ábrázolhatjuk díjakat egymástól bizonyos távolságra találhatók, ún dipól .


Nem poláris dielektrikumok

atomokból és molekulákból áll, amelyekben a pozitív és negatív töltések eloszlási központja egybeesik.


Poláris dielektrikumok polarizációja.

  • A poláris dielektrikum elektrosztatikus térben (például két töltött lemez közé) történő elhelyezése a mező mentén korábban véletlenszerűen orientált dipólusok elfordulásához és elmozdulásához vezet.

A megfordulás a mező oldaláról a dipólus két töltésére kifejtett erőpár hatására következik be.

A dipólusok elmozdulását polarizációnak nevezzük. A hőmozgás miatt azonban csak részleges polarizáció következik be. A dielektrikumon belül a dipólusok pozitív és negatív töltései kompenzálják egymást, és a dielektrikum felületén kötött töltés jelenik meg: a pozitív töltésű lemez oldalán negatív, és fordítva.



Nem poláris dielektrikumok polarizációja

Az elektromos térben lévő nempoláris dielektrikum is polarizál. Az elektromos tér hatására a molekulában a pozitív és negatív töltések ellentétes irányba tolódnak el, így a töltéseloszlás középpontjai eltolódnak, mint a poláris molekulákban. A mező által indukált dipólus tengelye a mező mentén orientált. A kötött töltések a töltött lemezekkel szomszédos dielektromos felületeken jelennek meg.


A polarizált dielektrikum maga hoz létre elektromos teret.

Ez a mező gyengíti a külső elektromos mezőt a dielektrikumon belül

Ennek a csillapításnak a mértéke a dielektrikum tulajdonságaitól függ.

Az elektrosztatikus tér erősségének csökkenését az anyagban a vákuum térhez képest a közeg relatív permittivitása jellemzi.



Vezetők elektromos térben

Dielektrikumok elektromos térben

1. Vannak szabad elektronok

1. Nincsenek ingyenes töltéshordozók.

2.elektronok gyűlnek össze a vezető felületén

2. Az elektromos térben a molekulák és az atomok úgy forognak, hogy egyrészt a dielektrikumban többlet pozitív töltés, másrészt negatív töltés jelenik meg.

3. A vezető belsejében nincs elektromos tér

3. A vezető belsejében lévő elektromos tér ε-szeresére gyengül.

4. A vezető elektromos térben 2 részre osztható, és mindegyik rész különböző előjelekkel töltődik fel.

4. A dielektrikum elektromos térben 2 részre osztható, de mindegyik töltetlen lesz


Ellenőrző kérdések

1 . Milyen anyagokat nevezünk vezetőknek?

2 Milyen elektromos töltéseket nevezünk szabadnak?

3. Mely részecskék szabad töltéshordozók a fémekben?

4. Mi történik elektromos térbe helyezett fémben?

5. Hogyan oszlik el vele a hajnal a karmesteren d?


ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK.

6. Ha egy elektromos térben lévő vezetőt két részre osztunk, hogyan töltődnek fel ezek a részek?

7. Milyen elven alapul az elektrosztatikus védelem?

8. Milyen anyagokat nevezünk dielektrikumoknak?

9. Mik azok a dielektrikumok? Mi a különbség?

10. Magyarázza meg a dipólus viselkedését külső elektromos térben!


11. Hogyan történik a dielektromos polarizáció.

12. Ha egy elektromos térbe helyezett dielektrikumot kettéosztunk, mekkora lesz az egyes részek töltése?

13. Negatív töltésű felhő halad át a villámhárító felett. Magyarázza el az elektronikai fogalmak alapján, miért keletkezik töltés a villámhárító hegyén! Mi a jele?


Vezetők és dielektrikumok

Diák: 8 Szavak: 168 Hangok: 0 Hatások: 0

Elektromos mező az anyagban. Bármilyen közeg gyengíti az elektromos tér erősségét. Egy közeg elektromos jellemzőit a benne lévő töltött részecskék mobilitása határozza meg. Anyagok, vezetők, félvezetők, dielektrikumok. Anyagok. A szabad töltések azonos előjelű töltött részecskék, amelyek elektromos tér hatására mozoghatnak. A kötött töltések nem különböznek azoktól a töltésektől, amelyek nem tudnak egymástól függetlenül mozogni elektromos tér hatására. Karmesterek. A vezetők olyan anyagok, amelyekben a szabad töltések a teljes térfogatban mozoghatnak. Vezetők - fémek, sóoldatok, savak, nedves levegő, plazma, emberi test. - Explorer.ppt

Vezetők elektromos térben

Diák: 10 Szavak: 282 Hangok: 1 Hatások: 208

vezetők elektromos térben. A többi vezetőben nincs elektromos tér. Tekintsünk egy elektromos mezőt egy fémvezető belsejében…… Dielektrikum. A nem poláris dielektrikumokban a pozitív és a negatív töltés középpontja azonos. Elektromos térben bármely dielektrikum polárissá válik. Dipól. Dielektrikumok polarizációja. - Vezetők elektromos térben.ppt

Vezetők elektrosztatikus térben

Diák: 11 Szavak: 347 Hangok: 0 Hatások: 18

Vezetők és dielektrikumok elektrosztatikus térben. Vezetők elektrosztatikus térben Dielektrikumok elektrosztatikus térben. - Fémek; folyékony oldatok és elektrolitolvadékok; vérplazma. A vezetők a következők: Elektrosztatikus térben lévő vezetők. Evnesh. A belső mező gyengíti a külsőt. Evt. Az elektrosztatikus térbe helyezett vezető belsejében nincs mező. Homogén fémvezetők elektrosztatikus tulajdonságai. Dielektrikumok. Poláris. Nem poláris. A dielektrikumok közé tartozik a levegő, az üveg, az ebonit, a csillám, a porcelán, a száraz fa. Dielektrikumok elektrosztatikus térben. - Elektrosztatikus térben lévő vezetők.ppt

Vezetők és dielektrikumok

Diák: 18 Szavak: 507 Hangok: 0 Hatások: 206

Elektromos mező. Vezetők és dielektrikumok elektrosztatikus térben. Vezetők és dielektrikumok. Vezető anyagok. utolsó elektron. A fémek szerkezete. Fém vezető. Fémvezető elektrosztatikus térben. A dielektrikum szerkezete. A poláris dielektrikum szerkezete. Dielektrikum elektromos térben. A közeg dielektromos permittivitása. Coulomb törvénye. Mikrohullámú sütő. Mikrohullámú sütő. Hogyan melegítik a mikrohullámok az ételeket. Erő. - Vezetők és dielektrikumok.ppt

Vezetők elektromos térben Dielektrikumok elektromos térben

Diák: 18 Szavak: 624 Hangok: 1 Hatások: 145

Téma: "Vezetők és dielektrikumok elektromos térben." Karmesterek. töltés egy vezető belsejében. A mezők szuperpozíciójának elve szerint a vezető belsejében a feszültség nulla. vezető gömb. Vegyünk egy tetszőleges A pontot. A helyek töltése egyenlő. elektrosztatikus indukció. ekvipotenciális felületek. A leghíresebb elektromos halak. Elektromos Stingray. Elektromos angolna. Dielektrikumok. A dielektrikumok olyan anyagok, amelyekben nincs szabad elektromos töltés. Háromféle dielektrikum létezik: poláris, nem poláris és ferroelektromos. - Vezetők elektromos térben Dielektrikumok elektromos térben.ppt

Elektromos tér a dielektrikumokban

Diák: 31 Szavak: 2090 Hangok: 0 Hatások: 0

A dielektrikumok normál körülmények között nem vezetnek elektromosságot. A "dielektrikumok" kifejezést Faraday vezette be. A dielektrikum, mint minden anyag, atomokból és molekulákból áll. A dielektromos molekulák elektromosan semlegesek. Polarizáció. Térerősség dielektrikumban. A mező hatására a dielektrikum polarizálódik. A keletkező mező a dielektrikumon belül. Terület. elektromos elmozdulás. A külső mezőt szabad elektromos töltések rendszere hozza létre. Gauss tétele dielektrikumban lévő mezőre. Gauss tétele elektrosztatikus térre dielektrikumban. A ferroelektromos anyagok tulajdonságai erősen függnek a hőmérséklettől. - Dielektrikum.ppt

Dielektrikumok polarizációja

Diák: 20 Szavak: 1598 Hangok: 0 Hatások: 0

Dielektrikumok polarizációja. Relatív permittivitás. Polarizációs vektor. A polarizáció mechanizmusai. spontán polarizáció. migrációs polarizáció. A rugalmas polarizáció típusai. Ionos rugalmas polarizáció. Dipólus rugalmas polarizáció. A termikus polarizáció típusai. Dipólus termikus polarizáció. Elektronikus termikus polarizáció. A dielektromos állandó. Ferroelektromos. Piezoelektromos. Piezoelektromos hatás csak azoknál a kristályoknál figyelhető meg, amelyeknek nincs szimmetriaközéppontja. Piroelektromos. A piroelektromos anyagok spontán polarizációt mutatnak a poláris tengely mentén. Fotopolarizáció. -

diabemutató

Dia szövege: Vezetők és dielektrikumok elektrosztatikus térben Mezhetsky Artyom 10 "B" Elkészítette: Városi oktatási intézmény "Belovo város 30. számú középiskolája" Vezető: Popova Irina Aleksandrovna Belovo 2011

Dia szövege: Terv: 1. Vezetők és dielektrikumok. 2. Vezetők elektrosztatikus térben. 3. Dielektrikumok elektrosztatikus térben. Kétféle dielektrikum. 4. Dielektromos állandó.

Diaszöveg: vezető anyagok A vezetők olyan anyagok, amelyek elektromos áramot vezetnek, vannak szabad töltések a dielektrikumok olyan anyagok, amelyek nem vezetnek elektromos áramot, nincsenek szabad töltések

Dia szövege: A fémek szerkezete + + + + + + + + + - - - - - - - - -

Dia szövege: Fémvezető elektrosztatikus térben + + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + Evt. Evt. Evt.= Etn. -

Dia szövege: Fémvezető elektrosztatikus térben E kiv.= E bet. Etot=0 KÖVETKEZTETÉS: A vezető belsejében nincs elektromos tér. A vezető teljes statikus töltése a felületén koncentrálódik.

Diaszöveg: A dielektrikum szerkezete A nátrium-klorid NaCl molekula szerkezete egy elektromos dipólus – két egyenlő nagyságú és ellentétes előjelű ponttöltésből álló halmaz. NaCl - - - - - - - - + - + -

Diaszöveg: A dielektrikumok típusai Poláris Olyan molekulákból áll, amelyeknek a pozitív és negatív töltések eloszlási központja nem azonos asztali só, alkoholok, víz stb. . inert gázok, O2, H2, benzol, polietilén stb.

Dia szövege: A poláris dielektrikum szerkezete + - + - + - + - + - + -

10. dia

Dia szövege: Dielektrikum elektromos térben + - + + + + + + + - E kiv. E int. + - + - + - + - E int.< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

11. dia

Dia szövege: A közeg dielektromos állandója a dielektrikum elektromos tulajdonságaira jellemző E Eo - az elektromos térerősség vákuumban - az elektromos térerősség a dielektrikumban - a közeg dielektromos állandója = Eo E

12. dia

Dia szövege: Anyagok dielektromos állandója Anyag Közeg víz dielektromos állandója 81 kerozin 2,1 olaj 2,5 paraffin 2,1 csillám 6 üveg 7

13. dia

Dia szövege: Coulomb-törvény: A ponttöltés által létrehozott elektromos tér erőssége: q1 q2 r 2 q r 2

14. dia

Dia szövege: Feladat

15. dia

Dia szövege: Problémamegoldás

16. dia

Dia szövege: Problémamegoldás

17. dia

Dia szövege: Problémamegoldás

18. dia

Dia szövege: 1. teszt: Egy pozitív töltésű testet három érintkező A, B, C lemezhez viszünk. A B, C lemezek vezetők, A pedig dielektrikum. Milyen töltések lesznek a lemezeken, miután a B lemezt teljesen kihúzták? Válaszlehetőségek

19. dia

Dia szövege: 2. sz.: Egy töltött fémgolyót egymás után két dielektromos folyadékba merítenek (1< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

20. dia

Diaszöveg: 3. sz.: Amikor egy lapos kondenzátor lemezei közötti teret teljesen feltöltötték dielektrikummal, a kondenzátoron belüli térerősség 9-szer változott. Hányszor változott a kondenzátor kapacitása? A) Megháromszorozódott. B) 3-szorosára csökkent. C) 9-szeresére nőtt. D) 9-szeresére csökkent. E) Nem változott.

21. dia

Dia szövege: #4: Pozitív töltést helyeztek egy vastag falú, töltetlen fémgömb közepére. Az alábbi ábrák közül melyik felel meg az elektrosztatikus erővonalak eloszlási mintájának?

22. dia

Dia szövege: 5. sz.: Az alábbi ábrák közül melyik felel meg a pozitív töltés és a földelt fémsík térvonalainak eloszlási mintázatának?

23. dia

Dia szövege: Felhasznált irodalom Kasyanov, V.A. Fizika, 10. évfolyam [Szöveg]: tankönyv középiskolák számára / V.A. Kaszjanov. - LLC "Drofa", 2004. - 116 p. 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. "Fizika. 10. évfolyam”, „Felvilágosodás”, 2007

24. dia

Dia szövege: Minden =)

Betöltés...Betöltés...