自由和束缚电荷、传导和位移电流

构成任何物质的粒子都有 电荷……电子带负电荷 e = 0.16 * 10-18 k,质子带相同的正电荷。一个原子、分子或由许多分子组成的物体的总电荷可以是正的、负的或等于零,这取决于它们的组成基本粒子的总正电荷和负电荷之间的比率。

根据在电场中移动的能力,电荷可以分为两大类。第一组电荷的特点是可以在电场中无限运动,因此称为 免费……第二组电荷则没有这种可能,它们的运动受限于原子、分子、晶体的结构或物质结构的异质性。这些费用被称为 边界.

免费计费

自由电荷和束缚电荷的分离并不总是仅取决于所考虑粒子的物理性质。均匀介质中的游离电荷可以连接形成由不同材料组成的组合物。

物质的自由电子和离子在电场作用下从一个电极移动到另一个电极,形成 传导电流.

在电场的作用下连接的电荷只能在一定的范围内混合,通常是非常有限的限制。这一运动过程,即所谓 极化,以极化矢量为特征,基本上取决于电荷之间的物理连接。在极化中,电荷在电场的作用下发生位移并出现 偏转电流.

偏置电流

电介质中含有相等数量的相互连接的正负电荷,外加电场的作用会影响正负电荷中心的相互位移,并出现一对相反电荷的电矩——偶极矩。在均匀场中,极化矢量是单位体积总偶极矩的平均值。电介质的极化取决于电场的强度。

只有传导电流重要而位移电流可以忽略的材料称为 司机......传导电流可以忽略不计的材料被称为 绝缘体......极化非常重要的材料称为电介质(见 - 金属和电介质 - 有什么区别?).需要同时考虑传导电流和位移电流的材料分类为 半导体.

工业上电介质的极化现象和偏置电流的出现被用于电介质(例如干燥木材、纸板、食品工业中的加热)和半导体的高频加热。

木材的介电干燥

待加热的材料放置在施加高频电压的电容器的极板之间。置于高频电场中的材料中发生的传导和位移电流导致材料中产生热量并使其发热。这种加热方式称为 介电加热.

干燥湿物料的过程,即从它们中去除水分,可能由于两种现象而发生:材料内部水分的直接蒸发及其以蒸汽形式释放,以及液相中的水分从内部区域移动到表面。材料中电场的存在显着影响水分的蒸发和运动,这使得可以显着增强干燥过程。

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