डायलेक्ट्रिक्स विद्युत प्रवाह का चालवत नाहीत

"डायलेक्ट्रिक वीज का चालवत नाही?" या प्रश्नाचे उत्तर देण्यासाठी विद्युत प्रवाहाचे स्वरूप आणि अस्तित्व यावर… आणि मग या प्रश्नाचे उत्तर शोधण्यासाठी कंडक्टर आणि डायलेक्ट्रिक्स कसे वागतात याची तुलना करूया.

चालू

इलेक्ट्रिक करंटला ऑर्डर केलेले, म्हणजेच निर्देशित, चार्ज केलेल्या कणांची हालचाल म्हणतात विद्युत क्षेत्र… अशाप्रकारे, प्रथम, विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी निर्देशित पद्धतीने हालचाल करण्यास सक्षम मुक्त चार्ज केलेल्या कणांची उपस्थिती आवश्यक आहे. दुसरे, हे शुल्क चालविण्यासाठी विद्युत क्षेत्र आवश्यक आहे. आणि, अर्थातच, एक विशिष्ट जागा असणे आवश्यक आहे ज्यामध्ये चार्ज केलेल्या कणांची ही हालचाल होते, ज्याला विद्युत प्रवाह म्हणतात.

मुक्त चार्ज केलेले कण कंडक्टरमध्ये मुबलक असतात: धातूमध्ये, इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये, प्लाझ्मामध्ये. तांबे कंडक्टरमध्ये, उदाहरणार्थ, हे मुक्त इलेक्ट्रॉन आहेत, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये - आयन, उदाहरणार्थ, लीड-ऍसिड बॅटरीमध्ये सल्फ्यूरिक ऍसिड आयन (हायड्रोजन आणि सल्फर ऑक्साईड), प्लाझ्मामध्ये - आयन आणि इलेक्ट्रॉन, ते आहेत आयनीकृत वायूमध्ये इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज दरम्यान हलवा.

धातू

उदाहरणार्थ, तांब्याच्या वायरचे दोन तुकडे घेऊ आणि एका लहान दिव्याला बॅटरीशी जोडण्यासाठी वापरू. काय होईल? प्रकाश चमकू लागेल, याचा अर्थ ए थेट विद्युत प्रवाह… तारांच्या टोकांच्या दरम्यान आता बॅटरीद्वारे संभाव्य फरक निर्माण झाला आहे, याचा अर्थ वायरच्या आत विद्युत क्षेत्र कार्य करू लागले आहे.

विद्युत क्षेत्र तांब्याच्या अणूंच्या बाह्य कवचाच्या इलेक्ट्रॉनांना फील्डच्या दिशेने - अणूपासून अणूपर्यंत, अणूपासून पुढील अणूपर्यंत आणि साखळीच्या बाजूने पुढे जाण्यास भाग पाडते, कारण धातूच्या बाह्य कवचाचे इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटच्या न्यूक्लीच्या जवळ असलेल्या इलेक्ट्रॉनांपेक्षा अणू न्यूक्लीशी फारच कमी दृढपणे बांधलेले असतात. जिथून इलेक्ट्रॉन सोडला होता, तिथून दुसरा इलेक्ट्रॉन बॅटरीच्या ऋण टर्मिनलमधून येतो, म्हणजेच इलेक्ट्रॉन धातूच्या साखळीच्या बाजूने मुक्तपणे फिरतात, सहजपणे त्यांचे अणूंशी संबंधित बदलतात.

ते ज्या दिशेने ढकलले जातात त्या दिशेने ते धातूच्या क्रिस्टल जाळीच्या बाजूने तयार होतात असे दिसते, विद्युत क्षेत्र (वजा ते स्थिर EMF स्त्रोताच्या प्लसपर्यंत) प्रवेग करण्याचा प्रयत्न करतात, तर इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल जाळीच्या अणूंना चिकटून राहतात. सर्व त्यांच्या मार्गावर.

त्यांच्या हालचालीदरम्यान काही इलेक्ट्रॉन्स अणूंमध्ये मोडतात (थर्मल हालचालीमुळे इलेक्ट्रॉन्ससह अणूंच्या संपूर्ण संरचनेला कंपन होते), परिणामी कंडक्टर गरम होतो - अशा प्रकारे ते स्वतः प्रकट होते. तारांचा विद्युत प्रतिकार.

धातूमध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन

क्ष-किरण, तसेच इतर पद्धती वापरून धातूंच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की धातूंची रचना क्रिस्टलीय असते.याचा अर्थ असा की ते अणू किंवा रेणू असतात जे एका विशिष्ट प्रकारे अवकाशात (क्रमानुसार, आयन) व्यवस्था करतात जे तिन्ही परिमाणांमध्ये योग्य बदल घडवून आणतात.

या परिस्थितीत, घटकांचे अणू एकमेकांच्या इतके जवळ स्थित असतात की त्यांचे बाह्य इलेक्ट्रॉन या अणूचे शेजारच्या घटकांइतकेच असतात, परिणामी प्रत्येक वैयक्तिक अणूला इलेक्ट्रॉनच्या बाँडिंगची डिग्री असते. व्यावहारिकदृष्ट्या अनुपस्थित आहे.

धातूच्या प्रकारानुसार, प्रत्येक अणूच्या इलेक्ट्रॉनांपैकी किमान एक इलेक्ट्रॉन, कधीकधी दोन इलेक्ट्रॉन आणि काही प्रकरणांमध्ये तीन इलेक्ट्रॉन देखील बाह्यरित्या लादलेल्या शक्तींच्या प्रभावाखाली त्यांच्या हालचालींच्या दृष्टीने मुक्त असतात.

डायलेक्ट्रिक

डायलेक्ट्रिकमध्ये काय आहे? तांब्याच्या तारांऐवजी प्लास्टिक, कागद किंवा तत्सम काहीतरी घेतले तर? वीज नसेल, लाईटही येणार नाही. का? डायलेक्ट्रिकची रचना अशी आहे की त्यात तटस्थ रेणू असतात जे विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेतही त्यांचे इलेक्ट्रॉन सुव्यवस्थित गतीने सोडत नाहीत - ते करू शकत नाहीत. धातूप्रमाणे डायलेक्ट्रिकमध्ये कोणतेही मुक्त वहन इलेक्ट्रॉन नसतात.

कोणत्याही डायलेक्ट्रिक रेणूच्या अणूमधील बाह्य इलेक्ट्रॉन घट्ट बांधलेले असतात, शिवाय, ते रेणूच्या अंतर्गत बंधांमध्ये भाग घेतात, तर अशा पदार्थाचे रेणू सामान्यतः विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असतात. सर्व डायलेक्ट्रिक रेणू ध्रुवीकरण करू शकतात.

त्यांना लागू केलेल्या विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत, प्रत्येक रेणूचे संबंधित विद्युत शुल्क फक्त समतोल स्थितीपासून थोडेसे हलते, तर प्रत्येक चार्ज केलेला कण स्वतःच्या अणूमध्ये राहील. या घटनेला चार्ज विस्थापन म्हणतात डायलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण.

ध्रुवीकरणाच्या परिणामी, विद्युत क्षेत्राद्वारे अशा प्रकारे ध्रुवीकरण केलेल्या डायलेक्ट्रिकच्या पृष्ठभागावर चार्जेस दिसतात, ज्यामुळे बाह्य विद्युत क्षेत्र कमी होते ज्यामुळे त्यांच्या विद्युत क्षेत्रासह ध्रुवीकरण होते. अशा प्रकारे बाह्य विद्युत क्षेत्र कमकुवत करण्यासाठी डायलेक्ट्रिकची क्षमता म्हणतात डायलेक्ट्रिक स्थिरांक.