Elektrivälja juhid Vabalaengud - sama märgiga laetud osakesed, mis on võimelised liikuma elektrivälja mõjul Seotud laengud - aatomite (või molekulide) koostisesse kuuluvad vastandlaengud, mis ei saa liikuda elektrivälja mõjul üksteisest sõltumatult ained juhid dielektrikud pooljuhid
Iga keskkond nõrgendab elektrivälja tugevust
Meediumi elektrilised omadused määratakse selles sisalduvate laetud osakeste liikuvuse järgi
Juht: metallid, soolade lahused, happed, niiske õhk, plasma, inimkeha
See on keha, mille sees on piisav kogus vabu elektrilaenguid, mis võivad elektrivälja mõjul liikuda.
Kui sisestate laenguta juhi elektrivälja, hakkavad laengukandjad liikuma. Need on jaotatud nii, et nende tekitatav 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 sisestatud neutraaljuht lõhub pingeliinid. Need lõpevad negatiivsete indutseeritud laengutega ja algavad positiivsetega
Laengute ruumilise eraldumise nähtust nimetatakse elektrostaatiliseks induktsiooniks. Indutseeritud laengute omaväli kompenseerib suure täpsusega välist välja juhi sees.
Kui juhil on sisemine õõnsus, siis väli õõnsuse sees puudub. Seda asjaolu kasutatakse seadmete elektriväljade eest kaitsmise korraldamisel.
Juhi elektrifitseerimist välises elektrostaatilises väljas selles juba võrdsetes kogustes esinevate positiivsete ja negatiivsete laengute eraldamise teel 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. Punktides täheldatakse maksimaalset laengutihedust ja süvendite sees vähendatakse see miinimumini.
Elektrilaengute omadus koonduda juhi pinnakihti on leidnud rakendust oluliste potentsiaalide erinevuste saamiseks elektrostaatilisel meetodil. Joonisel fig. on näidatud elementaarosakeste kiirendamiseks kasutatava elektrostaatilise generaatori diagramm.
Suure läbimõõduga sfääriline juht 1 asub isolatsioonisambal 2. Kolonni sees liigub suletud dielektriline lint 3, mis ajab trumleid 4. Kõrgepingegeneraatorist edastatakse eklektiline laeng teravaotsaliste juhtide süsteemi 5 kaudu lint, lindi tagaküljel on maandusplaat 6. Lindilt eemaldatakse punktide 7 abil laengud ja need voolavad juhtivale sfäärile. Maksimaalne laeng, mis võib kerale koguneda, määratakse sfäärilise juhi pinnalt lekkiva lekke järgi. Praktikas on sarnase konstruktsiooniga generaatoritega, mille sfääri läbimõõt on 10–15 m, võimalik saada potentsiaalide erinevus 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
Slaid 2
Elektriväljas olevad juhid ja dielektrikud Laetud osakesi, mis võivad elektriväljas vabalt liikuda, nimetatakse vabalaenguteks ja neid sisaldavaid aineid juhtideks. Juhtideks on metallid, vedelad lahused ja sulanud elektrolüüdid. Metalli vabad laengud on aatomite väliskesta elektronid, mis on nendega kontakti kaotanud. Need elektronid, mida nimetatakse vabadeks elektronideks, võivad vabalt liikuda läbi metallkeha igas 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 selles paiknevatele vabadele laengutele mõjuvad väljatugevusega võrdelised elektrijõud ja need laengud hakkavad liikuma, mis tähendab, et väli lakkab. olla elektrostaatiline. Seega ei ole juhi sees elektrostaatilist välja.
Slaid 3
Aineid, millel puuduvad vabad laengud, nimetatakse dielektrikuteks või isolaatoriteks. Dielektrikute näideteks on 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 paiknevad positiivsed laengud valdavalt 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 tekitatava välja tähenduses ja välisväljade mõju sellele. Lihtsaim laengute süsteem, millel on teatud (päritolu valikust sõltumatu) nullist erinev dipoolmoment, on dipool (kaks sama suurusega vastandlaenguga punktosakest)
Slaid 4
Dipooli elektrilise dipoolmomendi absoluutväärtus võrdub positiivse laengu suuruse ja laengutevahelise kauguse korrutisega ning on suunatud negatiivsest laengust positiivsele või: kus q on laengute suurus , l on vektor, mille algus on negatiivses ja lõpp positiivses. N osakese süsteemi puhul on elektriline dipoolmoment: Elektrilise dipoolmomendi mõõtmise süsteemiühikutel pole erilist nimetust. SI-s on see lihtsalt Kl·m. 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 teatav ümberjaotumine. Sellise 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 väljatugevuse vektori vastassuunas. Seda protsessi nimetatakse dielektriliseks polarisatsiooniks. Selle tulemusena osutub dielektriku sees olev kogu elektriväli absoluutväärtuses väiksemaks kui välisväli. Füüsikalist suurust, mis on võrdne vaakumis oleva välise elektrivälja tugevuse mooduli E0 suhtega homogeense dielektriku E koguväljatugevuse mooduliga, nimetatakse aine dielektriliseks konstandiks:
Slaid 6
Dielektrikute polariseerimiseks on mitu mehhanismi. Peamised neist on orientatsioon ja deformatsioonipolarisatsioon. Orientatsiooni- ehk dipoolpolarisatsioon tekib polaarsete dielektrikute puhul, mis koosnevad molekulidest, milles positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed ei lange kokku. Sellised molekulid on mikroskoopilised elektrilised dipoolid - neutraalne kombinatsioon kahest, suuruselt võrdsest ja vastasmärgiga laengust, mis asuvad üksteisest teatud kaugusel. Näiteks veemolekulil, aga ka mitmete teiste dielektrikute (H2S, NO2 jne) molekulidel on dipoolmoment. Välise elektrivälja puudumisel on molekulaarsete dipoolide teljed soojusliikumise tõttu juhuslikult orienteeritud, nii et dielektriku pinnal ja mis tahes ruumalaelemendis on elektrilaeng keskmiselt null. 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 termiline liikumine 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. Elektroonilise polarisatsiooni käigus elektrivälja mõjul deformeeruvad mittepolaarsete dielektrikute elektroonilised kestad - positiivsed laengud nihkuvad vektori suunas ja negatiivsed laengud 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 polariseerumine. Mittepolaarse molekuli näide on metaani molekul CH4. Selles molekulis paikneb neljakordne ioniseeritud süsiniku ioon C4– korrapärase püramiidi keskmes, mille tippudes on vesinikuioonid H+. Välise välja rakendamisel nihkub süsiniku ioon püramiidi keskpunktist välja ja molekulil tekib välisväljaga võrdeline dipoolmoment.
Slaid 9
Tahkete kristalsete dielektrikute puhul täheldatakse deformatsioonipolarisatsiooni tüüpi - nn ioonilist polarisatsiooni, mille korral kristallvõre moodustavad erineva märgiga ioonid nihkuvad välisvälja rakendamisel vastassuundadesse, kuna mille tulemusena tekivad kristallide tahkudele seotud (kompenseerimata) laengud. Sellise mehhanismi näiteks on NaCl kristalli polarisatsioon, mille käigus Na+ ja Cl– ioonid moodustavad kaks teineteise sees pesitsevat alamvõrku. 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 mittepolaarse dielektriku molekulile mõjub välisväli, liigutades selle sees eri suundades vastandlaenguid, mille tulemusena muutub see molekul sarnaseks polaarse dielektriku molekuliga, orienteerudes piki väljajooni. Mittepolaarsete molekulide deformatsioon välise elektrivälja mõjul ei sõltu nende soojusliikumisest, seetõttu 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 kindla hulga saadaolevate tasemetega) – see koosneb üksikutest lubatud energiaribadest. eraldatud keelatud energiate ribadega. Bohri kvantmehaaniliste postulaatide kohaselt võib isoleeritud aatomis elektroni energia võtta rangelt diskreetseid väärtusi (elektronil on teatud energia ja see asub ühel orbitaalil).
Slaid 12
Mitmest keemilise sidemega ühendatud aatomist koosneva süsteemi korral jagunevad elektroonilised energiatasemed proportsionaalselt aatomite arvuga. Lõhenemise mõõdu määrab aatomite elektronkestade vastastikmõju. Süsteemi edasisel suurenemisel makroskoopilisele tasemele muutub tasandite arv väga suureks ja naaberorbitaalidel paiknevate elektronide energiate erinevus on vastavalt väga väike - energiatasemed jagunevad kaheks peaaegu pidevaks diskreetseks hulgaks - energia tsoonid.
Slaid 13
Pooljuhtide ja dielektrikute lubatud energiaribadest kõrgeimat, milles temperatuuril 0 K on kõik energiaolekud hõivatud elektronidega, nimetatakse valentsribaks, järgmist on juhtivusriba. Nende tsoonide suhtelise paigutuse põhimõtte alusel jaotatakse kõik tahked ained kolme suurde rühma: juhid - materjalid, milles juhtivusriba ja valentsriba kattuvad (pole energiavahe), moodustades ühe tsooni, mida nimetatakse juhtivusribaks (seega , saab elektron nende vahel vabalt liikuda, olles saanud mis tahes lubatult madala energia); dielektrikud - materjalid, mille tsoonid ei kattu ja nende vaheline kaugus on suurem kui 3 eV (elektroni ülekandmiseks valentsribast juhtivusribale on vaja märkimisväärset energiat, seega dielektrikud voolu praktiliselt ei juhi); pooljuhid - materjalid, mille ribad ei kattu ja nende vaheline kaugus (ribavahe) jääb vahemikku 0,1–3 eV (elektroni ülekandmiseks valentsribast juhtivusriba on vaja vähem energiat kui dielektrik, seetõttu on puhtad pooljuhid nõrgalt juhtivad).
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 (negatiivne - elektron ja positiivne - auk) genereerimise protsessiks ja vastupidist üleminekut nimetatakse rekombinatsiooniprotsessiks.
Slaid 15
Pooljuhid on ained, mille ribavahemik on mitme elektronvoldi (eV) suurusjärgus. Näiteks teemanti võib liigitada laia vahega pooljuhtideks ja indiumarseniidi kitsa vahega pooljuhtideks. Pooljuhtide hulka kuuluvad paljud keemilised elemendid (germaanium, räni, seleen, telluur, arseen jt), suur hulk sulameid ja keemilisi ühendeid (galliumarseniid jne). Looduses levinuim pooljuht on räni, mis moodustab ligi 30% maakoorest. Pooljuht on materjal, mis oma erijuhtivuse poolest asub juhtide ja dielektrikute vahepealsel positsioonil ning erineb juhtidest erijuhtivuse tugeva 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 pooljuhtide vahel. 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 eraldamiseks. 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. Tavaliselt loetakse pooljuhtideks elemente, mille elektronide sidumisenergia on alla 2-3 eV. Elektron-augu juhtivuse mehhanism avaldub natiivsetes (st ilma lisanditeta) pooljuhtides. Seda nimetatakse pooljuhtide sisemiseks elektrijuhtivuseks.
Slaid 17
Elektronide ülemineku tõenäosus valentsribalt juhtivusribale on võrdeline (-Eg/kT), kus Eg on ribavahe. Suurel väärtusel Eg (2-3 eV) osutub see tõenäosus väga väikeseks. Seega on ainete jagamisel metallideks ja mittemetallideks väga kindel alus. Seevastu mittemetallide jagamisel pooljuhtideks ja dielektrikuteks sellist alust ei ole ja see on puhtalt tingimuslik.
Slaid 18
Sisejuhtivus ja lisandite juhtivus Pooljuhte, millesse aatomite ioniseerimisel, millest kogu kristall on ehitatud, 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" tuleneb 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 ei ole aga arseeni aatomi viiendal elektronil kohta ning see katkeb ja vabaneb. Sel juhul teostab laengu ülekandmist elektron, mitte auk, see tähendab, et seda tüüpi pooljuhid juhivad elektrivoolu nagu metallid. Lisandeid, mis lisatakse pooljuhtidele, muutes need 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 naaberräni aatomiga. Sideme loomiseks neljanda räni aatomiga ei ole indiumiaatomil valentselektroni, mistõttu see haarab valentselektroni naaberräni aatomite vahelisest kovalentsest sidemest 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 mõjusid, mida ei ole võimalik täheldada ei ühel ega teisel ainel, mis on peamiselt seotud pooljuhtide ribastruktuuri struktuuri ja üsna kitsa ribalaiuse olemasoluga. Pooljuhtühendid jagunevad mitut tüüpi: lihtsad pooljuhtmaterjalid – keemilised elemendid ise: 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!
Vaadake kõiki slaide
Dirigendid ja dielektrikud
Slaidid: 8 Sõnad: 168 Helid: 0 Efektid: 0Elektriväli aines. Igasugune keskkond nõrgendab elektrivälja tugevust. Meediumi elektrilised omadused määratakse selles sisalduvate 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 mõjul üksteisest sõltumatult. Dirigendid. Dirigendid on ained, milles vabad laengud võivad kogu helitugevuse ulatuses liikuda. Juhtmed - metallid, soolade lahused, happed, niiske õhk, plasma, inimkeha. - Explorer.ppt
Elektriväljas olevad juhid
Slaidid: 10 Sõnad: 282 Helid: 1 Efektid: 208Elektriväljas olevad juhid. Ka teistes juhtides puudub elektriväli. Vaatleme elektrivälja metalljuhi sees...... Dielektrikud. Mittepolaarsetes dielektrikutes langevad positiivse ja negatiivse laengu keskpunkt kokku. 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. Siseväli nõrgendab välist. Evn. Elektrostaatilist välja asetatud juhi sees ei ole välja. Homogeensete metalljuhtide elektrostaatilised omadused. Dielektrikud. Polaarne. Mittepolaarne. Dielektrikute hulka kuuluvad õhk, klaas, eboniit, vilgukivi, portselan ja 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. Ained juhtivuse järgi. Viimane elektron. Metallide struktuur. Metallist juht. Metalljuht elektrostaatilises väljas. Dielektriline struktuur. Polaarse dielektriku struktuur. Dielektrik elektriväljas. Söötme dielektriline konstant. 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. Laadige juhi sees. Välja superpositsiooni põhimõtte kohaselt on pinge juhi sees null. Juhtiv sfäär. Võtame suvalise punkti A. Pindalade laengud on võrdsed. Elektrostaatiline induktsioon. Ekvipotentsiaalpinnad. Kõige kuulsamad elektrikalad on. Elektriline Stingray. Elektriangerjas. Dielektrikud. Dielektrikud on materjalid, millel pole tasuta elektrilaenguid. Dielektrikuid on kolme tüüpi: polaarsed, mittepolaarsed ja ferroelektrikud. - Elektriväljas olevad juhid, elektriväljas dielektrikud.ppt
Elektriväli dielektrikutes
Slaidid: 31 Sõnad: 2090 Helid: 0 Efektid: 0Dielektrikud ei juhi tavatingimustes elektrivoolu. Mõiste "dielektrikud" võttis kasutusele Faraday. Dielektrik, nagu iga aine, koosneb aatomitest ja molekulidest. Dielektrilised molekulid on elektriliselt neutraalsed. Polarisatsioon. Väljatugevus dielektrikus. Välja mõjul dielektrik polariseerub. Saadud väli dielektriku sees. Väli. Elektriline eelarvamus. 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 dielektriline konstant. 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. Püroelektrikel on spontaanne polarisatsioon piki polaartelge. Fotopolarisatsioon. -
JUHTID JA DIELEKTRID ELEKTRIVÄLJAL
Põhikursus
- Juhid on ained, mis sisaldavad vabu elektrilaenguid, mis võivad liikuda suvaliselt nõrga elektrivälja mõjul.
DIRIGENDID
IONISEERITUD
GAASID
METALLID
ELEKTROLÜIDID
Elektrostaatiline kaitse– nähtus, mille kohaselt on võimalik elektrivälja varjestada selle eest „varjades“ elektrit juhtivast materjalist (näiteks metallist) valmistatud suletud kesta sisse.
Elektrostaatiline kaitse.
Selle nähtuse avastas Michael Faraday 1836. aastal. Ta märkas, et väline elektriväli ei pääse maandatud metallpuuri sisse. Toimimispõhimõte Faraday puurid seisneb selles, et välise elektrivälja mõjul hakkavad metallis paiknevad vabad elektronid liikuma ja tekitavad raku pinnal laengu, mis selle välisvälja täielikult kompenseerib.
Dielektrikud (või isolaatorid) on ained, mis juhivad elektrit suhteliselt halvasti (võrreldes juhtidega).
- Dielektrikutes on kõik elektronid seotud, s.t kuuluvad üksikute aatomite hulka ja elektriväli ei rebi neid lahti, vaid nihutab neid vaid veidi, st polariseerib. Seetõttu võib dielektriku sees eksisteerida elektriväli, millel on teatud mõju elektriväljale
Dielektrikud jagunevad polaarne Ja mittepolaarne .
Polaarsed dielektrikud
koosnevad molekulidest, milles positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed ei lange kokku. Selliseid molekule võib kujutada kahe identse mooduli vastaspunktimolekulina süüdistused , mis asuvad üksteisest mõnel kaugusel, nn dipool .
Mittepolaarsed dielektrikud
koosnevad aatomitest ja molekulidest, milles positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed langevad kokku.
Polaarsete dielektrikute polarisatsioon.
- Polaarse dielektriku paigutamine elektrostaatilisesse välja (näiteks kahe laetud plaadi vahele) viib varem kaootiliselt orienteeritud dipoolide ümberpööramiseni ja nihkumiseni piki välja.
Pööramine toimub väljast kahele dipoollaengule rakendatud jõudude paari mõjul.
Dipoolide nihkumist nimetatakse polarisatsiooniks. Soojusliikumise tõttu toimub aga ainult osaline polarisatsioon. Dielektriku sees kompenseerivad dipoolide positiivsed ja negatiivsed laengud üksteist ning dielektriku pinnale tekib seotud laeng: positiivselt laetud plaadi küljel negatiivne ja vastupidi.
Mittepolaarsete dielektrikute polarisatsioon
Polariseeritud on ka elektriväljas olev mittepolaarne dielektrik. Elektrivälja mõjul nihkuvad positiivsed ja negatiivsed laengud molekulis vastassuundades, nii et laengu jaotuskeskmed nihkuvad nagu polaarsetel molekulidel. Välja indutseeritud dipooli telg on orienteeritud piki välja. Seotud laengud ilmuvad laetud plaatidega külgnevatele dielektrilistele pindadele.
Polariseeritud dielektrik ise loob elektrivälja.
See väli nõrgendab välist elektrivälja dielektriku sees
Selle sumbumise määr sõltub dielektriku omadustest.
Aine elektrostaatilise välja tugevuse vähenemist võrreldes vaakumis väljaga iseloomustab keskkonna suhteline dielektriline konstant.
Elektriväljas olevad juhid
Dielektrikud elektriväljas
1. On vabad elektronid
1. Tasuta laengukandjaid ei ole.
2.elektronid kogunevad juhi pinnale
2. Elektriväljas pöörlevad molekulid ja aatomid nii, et ühel küljel tekib dielektrikus üleliigne positiivne laeng ja teisel pool negatiivne.
3. Juhi sees puudub elektriväli
3. Elektriväli juhi sees nõrgeneb ε korda.
4. Elektriväljas saab juhi jagada kaheks osaks ja iga osa laetakse erinevate märkide abil.
4. Dielektriku saab elektriväljas jagada kaheks osaks, kuid igaüks neist on laenguta
Kontrollküsimused
1 . Milliseid aineid nimetatakse juhtideks?
2 Milliseid elektrilaenguid nimetatakse tasuta?
3.Millised osakesed on metallides vabade laengute kandjad?
4.Mis juhtub elektrivälja asetatud metallis?
5. Kuidas talle edastatud koit dirigendi peale jaotub d?
KONTROLLKÜSIMUSED.
6. Kui elektriväljas olev juht jaguneb kaheks osaks, siis kuidas need osad laetakse?
7.Millisel põhimõttel põhineb elektrostaatiline kaitse?
8.Milliseid aineid nimetatakse dielektrikuteks?
9.Milliseid dielektrikuid on olemas? Mis vahe on?
10.Selgitage dipooli käitumist välises elektriväljas.
11. Kuidas toimub dielektrikute polariseerumine.
12. Kui elektrivälja asetatud dielektrik jagatakse pooleks, siis milline saab olema iga osa laeng?
13. Negatiivse laenguga pilv läheb üle piksevarda. Selgitage elektrooniliste kontseptsioonide põhjal, miks piksevarda otsas tekib laeng. Mis on tema märk?
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
Evn = Evn.
Metalljuht elektrostaatilises väljas
E väline = E sisemine
Juhi sees puudub elektriväli.
Kogu juhi staatiline laeng on koondunud selle pinnale.
Dielektriline struktuur naatriumkloriidi molekuli struktuur NaCl elektriline dipool - kahe punktlaengu kombinatsioon, mis on suuruselt võrdsed ja märgilt vastandlikud.Dielektrikute tüübid Polaarne Koosneb molekulidest, mille positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed ei lange kokku, lauasool, alkoholid, vesi jne Mittepolaarne Koosneb molekulidest, mille positiivsete ja negatiivsete laengute jaotuskeskmed langevad kokku. inertgaasid, O2, H2, benseen, polüetüleen jne. Polaarse dielektriku struktuur
Dielektrik elektriväljas
E sisemine< Е внеш.
DIELEKTRIK NÕRGENDAB VÄLIST ELEKTRIVÄLJAT
Söötme dielektriline konstant- dielektriku elektriliste omaduste omadusedElektrivälja tugevus vaakumis
Elektrivälja tugevus dielektrikus
Söötme dielektriline konstant
Ainete dielektriline konstant Coulombi seadus:- Coulombi seadus:
- Punktlaengu tekitatud elektrivälja tugevus:
Probleem Probleemi lahendamine Probleemide lahendamine Probleemide lahendamine Test
Nr 1: positiivselt laetud keha viiakse kolmele kontaktplaadile A, B, C. Plaadid B, C on juht ja A on dielektrik. Millised laengud on plaatidel pärast plaadi B täielikku väljatõmbamist?
Vastuste valikud
Nr 2: laetud metallkuul järjestikku
sukeldatud kahte dielektrilisse vedelikku (1< 2).
Milline järgmistest graafikutest
peegeldab sõltuvust kõige täpsemalt
väljapotentsiaal versus kaugus,
mõõdetuna palli keskelt?
#4: Positiivne laeng asetati paksuseinalise laenguta metallkera keskele. Milline järgmistest joonistest vastab elektrostaatiliste jõujoonte jaotusmustrile?
Nr 5: Milline järgmistest joonistest vastab positiivse laengu ja maandatud metalltasandi väljajoonte jaotusele?
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., Dik Yu.I., Nikiforov G.G., Shefer N. .AND. "Füüsika. 10. klass”, “Valgustus”, 2007. a