Cariche elettriche libere e legate, correnti di conduzione e di spostamento

Le particelle che compongono qualsiasi sostanza hanno cariche elettriche… L'elettrone ha una carica negativa e = 0,16 * 10-18 k, e il protone ha la stessa carica positiva. La carica totale di un atomo, di una molecola o di un corpo costituito da molte molecole può essere positiva, negativa o uguale a zero, a seconda del rapporto tra la carica totale positiva e negativa delle particelle elementari che le costituiscono.

A seconda della capacità di muoversi in un campo elettrico, le cariche possono essere divise in due grandi gruppi. Le cariche del primo gruppo sono caratterizzate dalla possibilità di movimento illimitato in un campo elettrico, e quindi vengono chiamate canoni gratuiti… Il secondo gruppo di cariche non ha questa possibilità, il loro movimento è limitato dalla struttura di un atomo, molecola, cristallo o dall'eterogeneità della struttura della materia. Queste accuse sono chiamate limite.

La separazione delle cariche libere e legate non sempre dipende solo dalla natura fisica delle particelle in esame.Le cariche libere in un mezzo omogeneo possono essere collegate nella formazione di composizioni costituite da materiali diversi.

Elettroni e ioni liberi della sostanza sotto l'azione di un campo elettrico si spostano da un elettrodo all'altro, formandosi corrente di conduzione.

Le cariche elettriche connesse sotto l'azione di un campo elettrico hanno la capacità di mescolarsi solo entro certi limiti, spesso molto limitati. Questo processo di movimento, il cosiddetto polarizzazione, è caratterizzato da un vettore di polarizzazione e dipende essenzialmente dalle connessioni fisiche tra le cariche. Nella polarizzazione, le cariche vengono spostate sotto l'azione di un campo elettrico e compaiono corrente di deflessione.

Il dielettrico contiene un numero uguale di cariche interconnesse positive e negative e l'effetto di un campo elettrico esterno influisce sullo spostamento reciproco dei centri di cariche positive e negative e sulla comparsa di momenti elettrici di coppie di cariche opposte - momenti di dipolo. In un campo uniforme, il vettore di polarizzazione è il valore medio del momento di dipolo totale per unità di volume. La polarizzazione del dielettrico dipende dall'intensità del campo elettrico.

Vengono chiamati materiali in cui solo le correnti di conduzione contano e le correnti di spostamento possono essere trascurate autisti… Vengono chiamati materiali in cui le correnti di conduzione sono trascurabili e possono essere trascurate isolanti… I materiali in cui la polarizzazione è di grande importanza sono chiamati dielettrici (vedi — Metalli e dielettrici: qual è la differenza?). Sono classificati come quei materiali in cui è necessario considerare sia le correnti di conduzione che le correnti di spostamento semiconduttori.

Il fenomeno della polarizzazione dei dielettrici e la comparsa di una corrente di polarizzazione nell'industria viene utilizzato per il riscaldamento ad alta frequenza di dielettrici (ad esempio, essiccazione di legno, cartone, riscaldamento nell'industria alimentare) e semiconduttori.

Il materiale da riscaldare viene posto tra le armature del condensatore a cui è applicata una tensione ad alta frequenza. Le correnti di conduzione e di spostamento che si verificano in un materiale posto in un campo elettrico ad alta frequenza provocano la generazione di calore nel materiale e il suo riscaldamento. Questo tipo di riscaldamento è chiamato riscaldamento dielettrico.

Il processo di essiccazione dei materiali umidi, ad es. la rimozione dell'umidità da essi, può avvenire a causa di due fenomeni: l'evaporazione diretta dell'umidità all'interno del materiale e il suo rilascio sotto forma di vapore, e il movimento dell'umidità in fase liquida dalle aree interne alla superficie. La presenza di un campo elettrico nel materiale influisce in modo significativo sull'evaporazione e sul movimento dell'umidità, il che consente di migliorare notevolmente il processo di asciugatura.