Cargas elétricas livres e ligadas, correntes de condução e de deslocamento

As partículas que compõem qualquer substância têm cargas elétricas… O elétron tem uma carga negativa e = 0,16 * 10-18 k, e o próton tem a mesma carga positiva. A carga total de um átomo, molécula ou corpo formado por muitas moléculas pode ser positiva, negativa ou igual a zero, dependendo da razão entre a carga total positiva e negativa de suas partículas elementares constituintes.

Dependendo da capacidade de se mover em um campo elétrico, as cargas podem ser divididas em dois grandes grupos. As cargas do primeiro grupo são caracterizadas pela possibilidade de movimento ilimitado em um campo elétrico e, portanto, são chamadas de taxas gratuitas… O segundo grupo de cargas não tem essa possibilidade, seu movimento é limitado pela estrutura de um átomo, molécula, cristal ou pela heterogeneidade da estrutura da matéria. Essas cargas são chamadas vinculado.

A separação de cargas livres e ligadas nem sempre depende apenas da natureza física das partículas em consideração.Cargas livres em um meio homogêneo podem ser conectadas na formação de composições compostas por diferentes materiais.

Elétrons e íons livres da substância sob a ação de um campo elétrico se movem de um eletrodo para outro, formando corrente de condução.

As cargas elétricas conectadas sob a ação de um campo elétrico têm a capacidade de se misturar apenas dentro de certos limites, muitas vezes muito limitados. Este processo de movimento, o chamado polarização, é caracterizado por um vetor de polarização e depende essencialmente das conexões físicas entre as cargas. Na polarização, as cargas são deslocadas sob a ação de um campo elétrico e aparecem corrente de deflexão.

O dielétrico contém um número igual de cargas interconectadas positivas e negativas, e o efeito de um campo elétrico externo afeta o deslocamento mútuo dos centros de cargas positivas e negativas e no aparecimento de momentos elétricos de pares de cargas opostas - momentos dipolares. Em um campo uniforme, o vetor de polarização é o valor médio do momento dipolar total por unidade de volume. A polarização do dielétrico depende da força do campo elétrico.

Materiais nos quais apenas as correntes de condução importam e as correntes de deslocamento podem ser desprezadas são chamados motoristas… Materiais em que as correntes de condução são desprezíveis e podem ser desprezadas são chamados isoladores… Materiais nos quais a polarização é de grande importância são chamados de dielétricos (consulte - Metais e Dielétricos - Qual a Diferença?). Aqueles materiais em que é necessário considerar tanto as correntes de condução quanto as correntes de deslocamento são classificados como semicondutores.

O fenômeno da polarização dos dielétricos e o aparecimento de uma corrente de polarização na indústria são usados ​​para aquecimento de alta frequência de dielétricos (por exemplo, secagem de madeira, papelão, aquecimento na indústria alimentícia) e semicondutores.

O material a ser aquecido é colocado entre as placas do capacitor ao qual é aplicada uma tensão de alta frequência. As correntes de condução e deslocamento que ocorrem em um material colocado em um campo elétrico de alta frequência causam a geração de calor no material e seu aquecimento. Este tipo de aquecimento é chamado aquecimento dielétrico.

O processo de secagem de materiais úmidos, ou seja, remoção de umidade dos mesmos, pode ocorrer devido a dois fenômenos: a evaporação direta da umidade no interior do material e sua liberação na forma de vapor, e o movimento da umidade na fase líquida das áreas internas para a superfície. A presença de um campo elétrico no material afeta significativamente a evaporação e o movimento da umidade, o que permite melhorar significativamente o processo de secagem.