為什麼電介質不導電

回答“為什麼電介質不導電？”這個問題 關於電流的出現和存在……然後讓我們比較一下導體和電介質在找到這個問題的答案方面的表現。

當前的

電流被稱為有序的，即帶電粒子的定向運動 電場……因此，首先，電流的存在需要能夠以定向方式移動的自由帶電粒子的存在。其次，需要電場來驅動這些電荷。而且，當然，必須有一個特定的空間，帶電粒子的這種運動，稱為電流，在其中發生。

自由帶電粒子在導體中很豐富：在金屬、電解質和等離子體中。例如，在銅導體中，這些是自由電子，在電解質中 - 離子，例如鉛酸電池中的硫酸離子（氫和硫氧化物），在等離子體中 - 離子和電子，它們是在電離氣體中放電時移動。

金屬

例如，讓我們用兩根銅線將小燈泡連接到電池。會發生什麼？燈將開始發光，這意味著 直流電…在電線的兩端之間現在有一個由電池產生的電位差，這意味著電場已經開始在電線內部起作用。

電場迫使銅原子外殼的電子沿電場方向移動——從一個原子到另一個原子，從一個原子到下一個原子，依此類推，因為金屬外殼的電子原子與原子核的結合強度遠低於靠近電子軌道原子核的電子。從留下電子的地方，另一個電子來自電池的負極，即電子沿著金屬鏈自由移動，很容易改變它們對原子的歸屬。

它們似乎沿著金屬的晶格在它們被推動的方向上形成，試圖加速電場（從恆定 EMF 源的負到正），而電子則緊貼晶格的原子一直沿著他們的道路。

一些電子在運動過程中分解成原子（由於熱運動使整個原子結構與電子一起振動），結果導體變熱 - 這就是它表現出來的方式 電線的電阻.

金屬中的自由電子

使用 X 射線以及其他方法對金屬進行的研究表明，金屬具有晶體結構。這意味著它們由在空間中以某種方式排列的原子或分子（按順序排列，離子）組成，這些原子或分子在所有三個維度上產生正確的交替。

在這些條件下，元素的原子彼此靠得很近，以至於它們的外層電子屬於該原子的程度與屬於相鄰原子的程度相同，因此電子與每個原子的鍵合程度幾乎不存在。

根據金屬的類型，在外部施加的力的影響下，每個原子至少有一個電子，有時兩個電子，有時甚至三個電子在金屬中的運動是自由的。

電介質

電介質中有什麼？如果你用塑料、紙或類似的東西代替銅線？不會有電，也不會亮燈。為什麼？電介質的結構是這樣的，它由中性分子組成，即使在電場的作用下，它們也不會以有序的運動釋放電子——它們根本做不到。與金屬一樣，電介質中沒有自由傳導電子。

任何介電分子原子中的外層電子都是緊密堆積的，而且它們參與分子的內部鍵，而這種物質的分子通常是電中性的。電介質分子所能做的就是極化。

在施加於它們的電場的作用下，每個分子的相關電荷會簡單地從平衡位置略微移動，而每個帶電粒子將保留在自己的原子中。這種現象稱為電荷位移 介電極化.

作為極化的結果，電荷出現在電介質表面上，通過施加在其上的電場以這種方式極化，這往往會減少導致極化的外部電場及其電場。電介質以這種方式削弱外部電場的能力稱為 介電常數.