Muatan listrik bebas dan terikat, arus konduksi dan perpindahan

Partikel-partikel yang membentuk zat apapun memiliki muatan listrik… Elektron memiliki muatan negatif e = 0,16 * 10-18 k, dan proton memiliki muatan positif yang sama. Muatan total atom, molekul, atau benda yang terdiri dari banyak molekul bisa positif, negatif, atau sama dengan nol, bergantung pada rasio antara muatan positif dan negatif total partikel elementer penyusunnya.

Bergantung pada kemampuan bergerak dalam medan listrik, muatan dapat dibagi menjadi dua kelompok besar. Tuduhan kelompok pertama dicirikan oleh kemungkinan pergerakan tak terbatas dalam medan listrik, dan oleh karena itu disebut biaya gratis… Kelompok muatan kedua tidak memiliki kemungkinan ini, pergerakannya dibatasi oleh struktur atom, molekul, kristal, atau oleh heterogenitas struktur materi. Biaya ini disebut melompat.

Pemisahan muatan bebas dan muatan terikat tidak selalu bergantung hanya pada sifat fisik partikel yang ditinjau.Muatan yang bebas dalam medium homogen dapat dihubungkan dalam pembentukan komposisi yang terdiri dari bahan yang berbeda.

Elektron bebas dan ion zat di bawah aksi medan listrik bergerak dari satu elektroda ke elektroda lainnya, terbentuk arus konduksi.

Muatan listrik yang terhubung di bawah aksi medan listrik memiliki kemampuan untuk bercampur hanya dalam batas tertentu, seringkali sangat terbatas. Proses pergerakan ini, yang disebut polarisasi, dicirikan oleh vektor polarisasi dan pada dasarnya bergantung pada hubungan fisik antara muatan. Dalam polarisasi, muatan dipindahkan di bawah aksi medan listrik dan muncul arus defleksi.

Dielektrik mengandung jumlah yang sama dari muatan positif dan negatif yang saling berhubungan, dan efek medan listrik eksternal mempengaruhi perpindahan timbal balik dari pusat muatan positif dan negatif, dan dalam penampilan momen listrik pasangan muatan berlawanan - momen dipol. Dalam bidang yang seragam, vektor polarisasi adalah nilai rata-rata momen dipol total per satuan volume. Polarisasi dielektrik tergantung pada kekuatan medan listrik.

Bahan di mana hanya arus konduksi yang penting dan arus perpindahan dapat diabaikan disebut driver… Bahan di mana arus konduksi dapat diabaikan dan dapat diabaikan disebut isolator… Bahan-bahan di mana polarisasi sangat penting disebut dielektrik (lihat — Logam dan Dielektrik - Apa Bedanya?). Bahan-bahan yang perlu mempertimbangkan arus konduksi dan arus perpindahan diklasifikasikan sebagai semikonduktor.

Fenomena polarisasi dielektrik dan munculnya arus bias dalam industri digunakan untuk pemanasan dielektrik frekuensi tinggi (misalnya, pengeringan kayu, karton, pemanasan dalam industri makanan) dan semikonduktor.

Bahan yang akan dipanaskan ditempatkan di antara pelat kapasitor yang diberi tegangan frekuensi tinggi. Arus konduksi dan perpindahan yang terjadi pada material yang ditempatkan di medan listrik frekuensi tinggi menyebabkan panas yang dihasilkan pada material dan pemanasannya. Jenis pemanasan ini disebut pemanasan dielektrik.

Proses pengeringan bahan basah, yaitu penghilangan uap air darinya dapat terjadi karena dua fenomena: penguapan langsung uap air di dalam material dan pelepasannya dalam bentuk uap, dan pergerakan uap air dalam fase cair dari bagian dalam ke permukaan. Kehadiran medan listrik dalam material secara signifikan mempengaruhi penguapan dan pergerakan uap air, yang memungkinkan untuk meningkatkan proses pengeringan secara signifikan.