自由和束縛電荷、傳導和位移電流

構成任何物質的粒子都有 電荷……電子帶負電荷 e = 0.16 * 10-18 k,質子帶相同的正電荷。一個原子、分子或由許多分子組成的物體的總電荷可以是正的、負的或等於零,這取決於它們的組成基本粒子的總正電荷和負電荷之間的比率。

根據在電場中移動的能力,電荷可以分為兩大類。第一組電荷的特點是可以在電場中無限運動,因此稱為 免費……第二組電荷則沒有這種可能,它們的運動受限於原子、分子、晶體的結構或物質結構的異質性。這些費用被稱為 邊界.

免費計費

自由電荷和束縛電荷的分離並不總是僅取決於所考慮粒子的物理性質。均勻介質中的游離電荷可以連接形成由不同材料組成的組合物。

物質的自由電子和離子在電場作用下從一個電極移動到另一個電極,形成 傳導電流.

在電場的作用下連接的電荷只能在一定的範圍內混合,通常是非常有限的限制。這一運動過程,即所謂 極化,以極化矢量為特徵,基本上取決於電荷之間的物理連接。在極化中,電荷在電場的作用下發生位移並出現 偏轉電流.

偏置電流

電介質中含有相等數量的相互連接的正負電荷,外加電場的作用會影響正負電荷中心的相互位移,並出現一對相反電荷的電矩——偶極矩。在均勻場中,極化矢量是單位體積總偶極矩的平均值。電介質的極化取決於電場的強度。

只有傳導電流重要而位移電流可以忽略的材料稱為 司機......傳導電流可以忽略不計的材料被稱為 絕緣體......極化非常重要的材料稱為電介質(見 - 金屬和電介質 - 有什麼區別?).需要同時考慮傳導電流和位移電流的材料分類為 半導體.

工業上電介質的極化現象和偏置電流的出現被用於電介質(例如乾燥木材、紙板、食品工業中的加熱)和半導體的高頻加熱。

木材的介電乾燥

待加熱的材料放置在施加高頻電壓的電容器的極板之間。置於高頻電場中的材料中發生的傳導和位移電流導致材料中產生熱量並使其發熱。這種加熱方式稱為 介電加熱.

乾燥濕物料的過程,即從它們中去除水分,可能由於兩種現象而發生:材料內部水分的直接蒸發及其以蒸汽形式釋放,以及液相中的水分從內部區域移動到表面。材料中電場的存在顯著影響水分的蒸發和運動,這使得可以顯著增強乾燥過程。

我們建議您閱讀:

為什麼電流是危險的?