Presentación sobre el tema "Conductores en un campo eléctrico". Presentación sobre el tema "conductores y dieléctricos" Presentación sobre el tema conductores en un campo electrostático

CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS EN UN CAMPO ELÉCTRICO

Curso basico

Los conductores son sustancias que contienen cargas eléctricas libres que pueden moverse bajo la influencia de un campo eléctrico arbitrariamente débil.

CONDUCTORES

IONIZADO

GASES

RIELES

ELECTROLITOS

Protección electrostática– un fenómeno según el cual es posible proteger un campo eléctrico “escondiéndolo” dentro de una carcasa cerrada hecha de un material conductor de electricidad (por ejemplo, metal).

Protección electrostática.

El fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1836. Se dio cuenta de que un campo eléctrico externo no podía entrar en una jaula metálica conectada a tierra. Principio de funcionamiento jaulas de faraday radica en que bajo la influencia de un campo eléctrico externo, los electrones libres ubicados en el metal comienzan a moverse y crean una carga en la superficie de la celda que compensa completamente este campo externo.

Los dieléctricos (o aislantes) son sustancias que conducen relativamente mal. electricidad(en comparación con los conductores).

En los dieléctricos, todos los electrones están ligados, es decir, pertenecen a átomos individuales, y el campo eléctrico no los arranca, sino que sólo los desplaza ligeramente, es decir, los polariza. Por lo tanto, puede existir un campo eléctrico dentro del dieléctrico; el dieléctrico tiene cierta influencia sobre el campo eléctrico.

Los dieléctricos se dividen en polar Y no polar .

Dieléctricos polares

Están formados por moléculas en las que los centros de distribución de cargas positivas y negativas no coinciden. Estas moléculas se pueden representar como dos moléculas idénticas en módulos de puntos opuestos. cargos , ubicados a cierta distancia entre sí, llamados dipolo .

Dieléctricos no polares

Están formados por átomos y moléculas en los que coinciden los centros de distribución de cargas positivas y negativas.

Polarización de dieléctricos polares.

Colocar un dieléctrico polar en un campo electrostático (por ejemplo, entre dos placas cargadas) conduce a una inversión y desplazamiento de dipolos previamente orientados caóticamente a lo largo del campo.

La inversión se produce bajo la influencia de un par de fuerzas aplicadas desde el campo a dos cargas dipolares.

El desplazamiento de los dipolos se llama polarización. Sin embargo, debido al movimiento térmico, sólo se produce una polarización parcial. Dentro del dieléctrico, las cargas positivas y negativas de los dipolos se compensan entre sí, y en la superficie del dieléctrico aparece una carga ligada: negativa en el lado de la placa cargada positivamente, y viceversa.

Polarización de dieléctricos no polares.

Un dieléctrico no polar en un campo eléctrico también está polarizado. Bajo la influencia de un campo eléctrico, las cargas positivas y negativas de una molécula se desplazan en direcciones opuestas, de modo que los centros de distribución de carga se desplazan, como en el caso de las moléculas polares. El eje del dipolo inducido por el campo está orientado a lo largo del campo. Aparecen cargas unidas en las superficies dieléctricas adyacentes a las placas cargadas.

Un dieléctrico polarizado crea en sí mismo un campo eléctrico.

Este campo debilita el campo eléctrico externo dentro del dieléctrico.

El grado de esta atenuación depende de las propiedades del dieléctrico.

Una disminución en la fuerza del campo electrostático en una sustancia en comparación con el campo en el vacío se caracteriza por la constante dieléctrica relativa del medio.

Conductores en un campo eléctrico.

Dieléctricos en un campo eléctrico.

1. Hay electrones libres

1. No existen transportistas gratuitos.

2.los electrones se acumulan en la superficie del conductor.

2. En un campo eléctrico, las moléculas y los átomos giran de modo que por un lado aparece un exceso de carga positiva en el dieléctrico y por el otro, uno negativo.

3. No hay campo eléctrico dentro del conductor.

3. El campo eléctrico dentro del conductor se debilita ε veces.

4. Un conductor se puede dividir en 2 partes en un campo eléctrico y cada parte se cargará con signos diferentes.

4. Un dieléctrico se puede dividir en 2 partes en un campo eléctrico, pero cada una de ellas estará descargada.

Preguntas de control

1 . ¿Qué sustancias se llaman conductores?

2¿Qué cargas eléctricas se llaman gratuitas?

3.¿Qué partículas son portadoras de cargas libres en los metales?

4. ¿Qué sucede en un metal colocado en un campo eléctrico?

5. Cómo se distribuye sobre el conductor la aurora que le ha sido comunicada¿d?

PREGUNTAS DE CONTROL.

6. Si un conductor en un campo eléctrico se divide en dos partes, ¿cómo se cargarán estas partes?

7. ¿En qué principio se basa la protección electrostática?

8.¿Qué sustancias se llaman dieléctricos?

9. ¿Qué tipos de dieléctricos existen? ¿Cuál es la diferencia?

10.Explicar el comportamiento de un dipolo en un campo eléctrico externo.

11. Cómo se produce la polarización de los dieléctricos.

12. Si un dieléctrico colocado en un campo eléctrico se divide por la mitad, ¿cuál será la carga de cada parte?

13. Una nube cargada negativamente pasa sobre un pararrayos. Explica, basándose en conceptos de electrónica, por qué aparece una carga en la punta del pararrayos. ¿Cuál es su signo?

Presentación de diapositivas

Texto de diapositiva: Conductores y dieléctricos en un campo electrostático Artem Mezhetsky 10 “B” Realizado por: Institución educativa municipal “Escuela secundaria No. 30 de la ciudad de Belovo” Directora: Popova Irina Aleksandrovna Belovo 2011

Texto de diapositiva: Plano: 1. Conductores y dieléctricos. 2. Conductores en un campo electrostático. 3. Dieléctricos en campo electrostático. Dos tipos de dieléctricos. 4.Constante dieléctrica.

Texto de diapositiva: sustancias por conductividad los conductores son sustancias que conducen corriente eléctrica hay cargas libres dieléctricos son sustancias que no conducen corriente eléctrica no hay cargas libres

Texto de diapositiva: Estructura de los metales + + + + + + + + + - - - - - - - - -

Texto de diapositiva: Conductor metálico en un campo electrostático + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + Ev. Incluso. Evn. = Evn. -

Texto de diapositiva: Conductor metálico en un campo electrostático E externo = E interno. Total=0 SALIDA: No hay campo eléctrico dentro del conductor. Toda la carga estática de un conductor se concentra en su superficie.

Texto de diapositiva: Estructura de un dieléctrico, estructura de una molécula de sal de mesa NaCl, dipolo eléctrico: una combinación de dos cargas puntuales, iguales en magnitud y de signo opuesto. NaCl - - - - - - - - + - + -

Texto de diapositiva: Tipos de dieléctricos Polar Consiste en moléculas en las que los centros de distribución de cargas positivas y negativas no coinciden, sal de mesa, alcoholes, agua, etc. No polar Consiste en moléculas en las que los centros de distribución de cargas positivas y negativas Los cargos no coinciden. gases inertes, O2, H2, benceno, polietileno, etc.

Texto de diapositiva: Estructura de un dieléctrico polar + - + - + - + - + - + -

Diapositiva número 10

Texto de diapositiva: Dieléctrico en un campo eléctrico + - + + + + + + + - E ext. mi interno + - + - + - + - E interno.< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Diapositiva número 11

Texto de diapositiva: Constante dieléctrica del medio - característica de las propiedades eléctricas del dieléctrico E Eo - intensidad del campo eléctrico en el vacío - intensidad del campo eléctrico en el dieléctrico - constante dieléctrica del medio = Eo E

Diapositiva número 12

Texto de diapositiva: Constante dieléctrica de sustancias sustancia Constante dieléctrica del medio agua 81 queroseno 2,1 aceite 2,5 parafina 2,1 mica 6 vidrio 7

Diapositiva número 13

Texto de diapositiva: Ley de Coulomb: intensidad del campo eléctrico creado por una carga puntual: q1 q2 r 2 q r 2

Diapositiva número 14

Texto de diapositiva: Tarea

Diapositiva número 15

Texto de diapositiva: Resolviendo el problema

Diapositiva número 16

Texto de diapositiva: Resolución de problemas

Diapositiva número 17

Texto de diapositiva: Resolución de problemas

Diapositiva número 18

Texto de diapositiva: Prueba número 1: un cuerpo cargado positivamente se lleva a tres placas en contacto A, B, C. Las placas B, C son un conductor y A es un dieléctrico. ¿Qué cargas habrá en las placas después de que la placa B se haya extraído por completo? Opciones de respuesta

Diapositiva número 19

Texto de diapositiva: No. 2: Una bola de metal cargada se sumerge secuencialmente en dos líquidos dieléctricos (1< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

Diapositiva número 20

Texto de diapositiva: No. 3: Cuando el espacio entre las placas de un condensador plano se llena completamente con un dieléctrico, la intensidad del campo dentro del condensador cambia 9 veces. ¿Cuántas veces cambió la capacitancia del capacitor? A) Aumentado en 3 veces. B) Disminuido en 3 veces. C) Aumentó 9 veces. D) Disminuido en 9 veces. E) No ha cambiado.

Diapositiva número 21

Texto de diapositiva: No. 4: Se colocó una carga positiva en el centro de una esfera metálica descargada de paredes gruesas. ¿Cuál de las siguientes figuras corresponde al patrón de distribución de las líneas del campo electrostático?

Diapositiva número 22

Texto de diapositiva: No. 5: ¿Cuál de las siguientes figuras corresponde a la distribución de las líneas de campo para una carga positiva y un plano metálico puesto a tierra?

Diapositiva número 23

Texto de diapositiva: Referencias Kasyanov, V.A. Física, décimo grado [Texto]: libro de texto para escuelas secundarias / V.A. Kasyanov. – LLC “Drofa”, 2004. – 116 p. Kabardin O.F., Orlov V.A., Evenchik E.E., Shamash S.Ya., Pinsky A.A., Kabardina S.I., Dik Yu.I., Nikiforov G.G., Shefer N. .Y. "Física. Décimo grado”, “Ilustración”, 2007

Diapositiva número 24

Texto de diapositiva: Todo =)

Conductores en un campo eléctrico Cargas libres: partículas cargadas del mismo signo, capaces de moverse bajo la influencia de un campo eléctrico. Cargas unidas: cargas opuestas incluidas en la composición de átomos (o moléculas) que no pueden moverse bajo la influencia de un campo eléctrico. independientemente unos de otros sustancias conductores dieléctricos semiconductores

Cualquier medio debilita la intensidad del campo eléctrico.

Las características eléctricas de un medio están determinadas por la movilidad de las partículas cargadas en él.

Conductor: metales, soluciones de sales, ácidos, aire húmedo, plasma, cuerpo humano.

Se trata de un cuerpo que contiene en su interior una cantidad suficiente de cargas eléctricas libres que pueden moverse bajo la influencia de un campo eléctrico.

Si se introduce un conductor descargado en un campo eléctrico, los portadores de carga comienzan a moverse. Están distribuidos de manera que el campo eléctrico que crean es opuesto al campo externo, es decir, el campo dentro del conductor se verá debilitado. Las cargas se redistribuirán hasta que se cumplan las condiciones de equilibrio de cargas en el conductor, es decir:

un conductor neutro introducido en un campo eléctrico rompe las líneas de tensión. Terminan en cargas inducidas negativas y comienzan en cargas positivas.

El fenómeno de separación espacial de cargas se llama inducción electrostática. El campo propio de las cargas inducidas compensa el campo externo dentro del conductor con un alto grado de precisión.

Si el conductor tiene una cavidad interna, entonces no habrá campo dentro de la cavidad. Esta circunstancia se utiliza a la hora de organizar la protección de equipos contra campos eléctricos.

La electrificación de un conductor en un campo electrostático externo mediante la separación de cargas positivas y negativas ya presentes en él en cantidades iguales se denomina fenómeno de inducción electrostática, y las cargas redistribuidas en sí se denominan inducidas. Este fenómeno se puede utilizar para electrificar conductores descargados.

Un conductor descargado puede electrificarse por contacto con otro conductor cargado.

La distribución de cargas en la superficie de los conductores depende de su forma. La densidad de carga máxima se observa en los puntos y dentro de los huecos se reduce al mínimo.

La propiedad de las cargas eléctricas de concentrarse en la capa superficial de un conductor ha encontrado aplicación para obtener diferencias de potencial significativas mediante el método electrostático. En la Fig. Se muestra un diagrama de un generador electrostático utilizado para acelerar partículas elementales.

Un conductor esférico 1 de gran diámetro está ubicado sobre una columna aislante 2. Una cinta dieléctrica cerrada 3 se mueve dentro de la columna, impulsando los tambores 4. Desde un generador de alto voltaje, una carga ecléctica se transmite a través de un sistema de conductores puntiagudos 5 al cinta, en la parte posterior de la cinta hay una placa de conexión a tierra 6. Las cargas de la cinta se eliminan mediante un sistema de puntos 7 y fluyen hacia la esfera conductora. La carga máxima que se puede acumular en una esfera está determinada por la fuga de la superficie del conductor esférico. En la práctica, con generadores de diseño similar, con un diámetro de esfera de 10 a 15 m, es posible obtener una diferencia de potencial del orden de 3 a 5 millones de voltios. Para aumentar la carga de la esfera, a veces se coloca toda la estructura en una caja llena de gas comprimido, lo que reduce la intensidad de la ionización.

http://www.physbook.ru/images/0/02/Img_T-68-004.jpg

http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/elmag/uchpos/text/2_2.html

http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/course_files/el13.JPG

Conductores y dieléctricos en un campo electrostático.

Artem Mezhetsky

Terminado:

institución educativa municipal

"Escuela secundaria nº 30 de la ciudad de Belovo"

Jefa: Popova Irina Aleksandrovna

Belovo 2011

Plan:

1. Conductores y dieléctricos.
2. Conductores en un campo electrostático.
3. Dieléctricos en campo electrostático.
4.Constante dieléctrica.

sustancias por conductividad Los conductores son sustancias que conducen corriente eléctrica. Hay cargas libres. Los dieléctricos son sustancias que no conducen corriente eléctrica. No hay cargas libres.

Estructura de metales

Conductor metálico en un campo electrostático.

Evn. = Evn.

Conductor metálico en un campo electrostático.

E externo = E interno

No hay campo eléctrico dentro del conductor.

Toda la carga estática de un conductor se concentra en su superficie.

Estructura dieléctrica Estructura de la molécula de cloruro de sodio. Dipolo eléctrico de NaCl: una combinación de dos cargas puntuales, iguales en magnitud y de signo opuesto.

Tipos de dieléctricos Polar Está formado por moléculas cuyos centros de distribución de cargas positivas y negativas no coinciden: sal de mesa, alcoholes, agua, etc. No polar Está formado por moléculas cuyos centros de distribución de cargas positivas y negativas coinciden. gases inertes, O2, H2, benceno, polietileno, etc. La estructura de un dieléctrico polar.

Dieléctrico en un campo eléctrico.

mi interno< Е внеш.

EL DIELÉCTRICO DEBILITA EL CAMPO ELÉCTRICO EXTERNO

Constante dieléctrica del medio.- características de las propiedades eléctricas del dieléctrico

Intensidad del campo eléctrico en el vacío.

Intensidad del campo eléctrico en un dieléctrico.

Constante dieléctrica del medio.

Constante dieléctrica de sustancias. Ley de Coulomb:

Ley de Coulomb:
Intensidad del campo eléctrico creado por una carga puntual:

Problema Resolver un problema Resolver problemas Resolver problemas Prueba

No. 1: Un cuerpo cargado positivamente se lleva a tres placas en contacto A, B, C. Las placas B, C son un conductor y A es un dieléctrico. ¿Qué cargas habrá en las placas después de que la placa B se haya extraído por completo?

Opciones de respuesta

No. 2: Bola de metal cargada en serie

sumergido en dos líquidos dieléctricos (1< 2).

¿Cuál de las siguientes gráficas

refleja con mayor precisión la dependencia

potencial de campo versus distancia,

medido desde el centro de la pelota?

#4: Se colocó una carga positiva en el centro de una esfera metálica sin carga de paredes gruesas. ¿Cuál de las siguientes figuras corresponde al patrón de distribución de las líneas del campo electrostático?

No. 5: ¿Cuál de las siguientes figuras corresponde a la distribución de líneas de campo para una carga positiva y un plano metálico puesto a tierra?

Libros usados

Kasyanov, V.A. Física, décimo grado [Texto]: libro de texto para escuelas secundarias / V.A. Kasyanov. – LLC “Drofa”, 2004. – 116 p.
Kabardin O.F., Orlov V.A., Evenchik E.E., Shamash S.Ya., Pinsky A.A., Kabardina S.I., Dik Yu.I., Nikiforov G.G., Shefer N. .Y. "Física. Décimo grado”, “Ilustración”, 2007

Eso es todo =)