Laisvieji ir surištieji elektros krūviai, laidumo ir poslinkio srovės

Dalelės, sudarančios bet kurią medžiagą, turi elektros krūviai… Elektronas turi neigiamą krūvį e = 0,16 * 10-18 k, o protonas turi tokį patį teigiamą krūvį. Bendras atomo, molekulės ar kūno, susidedančio iš daugelio molekulių, krūvis gali būti teigiamas, neigiamas arba lygus nuliui, priklausomai nuo juos sudarančių elementariųjų dalelių bendro teigiamo ir neigiamo krūvio santykio.

Priklausomai nuo gebėjimo judėti elektriniame lauke, krūvius galima suskirstyti į dvi dideles grupes. Pirmosios grupės krūviams būdinga galimybė neribotai judėti elektriniame lauke, todėl jie vadinami nemokami mokesčiai… Antroji krūvių grupė tokios galimybės neturi, jų judėjimą riboja atomo, molekulės, kristalo struktūra arba materijos struktūros nevienalytiškumas. Šie mokesčiai vadinami surištas.

Laisvųjų ir surištųjų krūvių atskyrimas ne visada priklauso tik nuo nagrinėjamų dalelių fizinės prigimties.Vienalytėje terpėje esantys laisvi krūviai gali būti sujungti formuojant kompozicijas, susidedančias iš skirtingų medžiagų.

Laisvieji medžiagos elektronai ir jonai, veikiant elektriniam laukui, pereina iš vieno elektrodo į kitą ir susidaro laidumo srovė.

Sujungti elektros krūviai, veikiami elektrinio lauko, turi galimybę maišytis tik tam tikrose, dažnai labai ribotose ribose. Šis judėjimo procesas, vadinamasis poliarizacija, pasižymi poliarizacijos vektoriumi ir iš esmės priklauso nuo fizinių ryšių tarp krūvių. Poliarizacijoje krūviai pasislenka veikiant elektriniam laukui ir atsiranda nukreipimo srovė.

Dielektrike yra vienodas skaičius teigiamų ir neigiamų tarpusavyje susijusių krūvių, o išorinio elektrinio lauko poveikis turi įtakos abipusiam teigiamų ir neigiamų krūvių centrų poslinkiui, o atsiradus priešingų krūvių porų elektriniams momentams - dipoliams. Vienodame lauke poliarizacijos vektorius yra vidutinė viso dipolio momento tūrio vienetui vertė. Dielektriko poliarizacija priklauso nuo elektrinio lauko stiprumo.

Vadinamos medžiagos, kuriose svarbios tik laidumo srovės, o poslinkio srovės gali būti nepaisomos vairuotojai… Vadinamos medžiagos, kuriose laidumo srovės yra nereikšmingos ir gali būti nepaisoma izoliatoriai... Medžiagos, kuriose poliarizacija yra labai svarbi, vadinamos dielektrikomis (žr. Metalai ir dielektrikai – koks skirtumas?). Tos medžiagos, kuriose būtina atsižvelgti ir į laidumo, ir poslinkio sroves, klasifikuojamos kaip puslaidininkiai.

Dielektrikų poliarizacijos reiškinys ir poslinkio srovės atsiradimas pramonėje naudojamas aukšto dažnio dielektrikų kaitinimui (pavyzdžiui, džiovinant medieną, kartoną, kaitinant maisto pramonėje) ir puslaidininkius.

Šildoma medžiaga dedama tarp kondensatoriaus plokščių, kuriai tiekiama aukšto dažnio įtampa. Medžiagoje, patalpintoje į aukšto dažnio elektrinį lauką, atsirandančios laidumo ir poslinkio srovės sukelia šilumos generavimą medžiagoje ir jos kaitinimą. Šis šildymo tipas vadinamas dielektrinis šildymas.

Šlapių medžiagų džiovinimo procesas, t.y. drėgmės pašalinimas iš jų, gali atsirasti dėl dviejų reiškinių: tiesioginio drėgmės išgaravimo medžiagos viduje ir jos išsiskyrimo garų pavidalu bei drėgmės judėjimo skystoje fazėje iš vidinių sričių į paviršių. Elektrinio lauko buvimas medžiagoje daro didelę įtaką drėgmės išgaravimui ir judėjimui, o tai leidžia žymiai pagerinti džiovinimo procesą.