유전체가 전류를 전도하지 않는 이유

"유전체가 전기를 전도하지 않는 이유는 무엇입니까?"라는 질문에 답하려면 전류의 출현과 존재에 관하여… 그런 다음 이 질문에 대한 답을 찾는 것과 관련하여 전도체와 유전체가 어떻게 작동하는지 비교해 봅시다.

현재의

전류는 정렬 된, 즉 하전 입자의 이동을 지시합니다. 전기장… 따라서 첫째, 전류의 존재는 방향을 가진 방식으로 움직일 수 있는 자유 대전 입자의 존재를 필요로 합니다. 둘째, 이러한 전하를 구동하려면 전기장이 필요합니다. 그리고 물론 전류라고 하는 하전 입자의 이러한 움직임이 일어나는 특정 공간이 있어야 합니다.

자유 하전 입자는 금속, 전해질, 플라즈마와 같은 전도체에 풍부합니다. 예를 들어 구리 도체에서 이들은 자유 전자, 전해질의 이온, 예를 들어 납산 배터리의 황산 이온 (수소 및 황산화물), 플라즈마의 이온 및 전자입니다. 이온화 가스에서 방전하는 동안 움직입니다.

금속

예를 들어 구리선 두 개를 사용하여 작은 전구를 배터리에 연결해 보겠습니다. 무슨 일이 일어날 것? 빛이 빛나기 시작할 것입니다. 직류... 전선의 끝 사이에는 이제 배터리에 의해 생성된 전위차가 있습니다. 이는 전선 내부에 전기장이 작용하기 시작했음을 의미합니다.

전기장은 구리 원자의 외부 껍질 전자가 전기장 방향으로 이동하도록 합니다. 원자는 전자 궤도의 핵에 더 가까운 전자보다 핵에 훨씬 덜 강하게 결합합니다. 전자가 남은 곳에서 배터리의 음극 단자에서 다른 전자가 나옵니다. 즉, 전자는 금속 사슬을 따라 자유롭게 이동하여 원자에 속하는 것을 쉽게 바꿉니다.

그들은 전자가 결정 격자의 원자에 달라 붙는 동안 전기장 (일정한 EMF 소스의 마이너스에서 플러스로)을 가속하려고하는 방향으로 금속의 결정 격자를 따라 형성하는 것처럼 보입니다. 그들의 길을 따라.

운동 과정에서 일부 전자는 원자로 부서져 (열 운동이 전자와 함께 원자의 전체 구조를 진동시키기 때문에) 결과적으로 도체가 가열됩니다. 이것이 그 자체로 나타나는 방식입니다. 전선의 전기 저항.

금속의 자유 전자

X선과 다른 방법을 사용한 금속 연구는 금속이 결정 구조를 가지고 있음을 보여주었습니다.이것은 그것들이 모든 3차원에서 올바른 교대를 생성하는 공간에서 특정한 방식으로 배열된 원자 또는 분자로 구성됨을 의미합니다.

이러한 조건 하에서 원소의 원자는 서로 너무 가깝게 위치하여 외부 전자가 이웃 전자와 같은 정도로이 원자에 속하며 그 결과 각 개별 원자에 대한 전자의 결합 정도 사실상 부재중입니다.

금속의 종류에 따라 각 원자의 전자 중 적어도 하나, 때로는 두 개의 전자, 어떤 경우에는 세 개의 전자가 외부에서 부과된 힘의 영향을 받아 금속 내에서 자유롭게 움직일 수 있습니다.

유전체

유전체에는 무엇이 있습니까? 구리선 대신 플라스틱, 종이 또는 이와 유사한 것을 사용한다면? 전기도 들어오지 않고 불도 켜지지 않을 것입니다. 왜? 유전체의 구조는 전기장의 작용 하에서도 규칙적인 움직임으로 전자를 방출하지 않는 중성 분자로 구성되어 있습니다. 금속에서와 같이 유전체에는 자유 전도 전자가 없습니다.

유전체 분자 원자의 외부 전자는 단단히 포장되어 있으며 분자의 내부 결합에 참여하는 반면 이러한 물질의 분자는 일반적으로 전기적으로 중성입니다. 유전체 분자가 할 수 있는 모든 일은 분극화입니다.

그들에게 적용된 전기장의 작용에 따라 각 분자의 관련 전하는 평형 위치에서 약간 이동하는 반면 각 하전 입자는 자체 원자에 남아 있습니다. 이 현상을 전하 변위라고합니다. 유전체 분극.

분극의 결과, 전기장에 의해 이러한 방식으로 분극된 유전체의 표면에 전하가 나타나며, 이는 분극을 야기한 외부 전기장을 전기장으로 감소시키는 경향이 있습니다. 이러한 방식으로 외부 전기장을 약화시키는 유전체의 능력을 유전 상수.