誘電体が電流を通さない理由

「なぜ誘電体は電気を通さないのですか?」という質問に答えるには 電流の出現と存在について…そして、この質問に対する答えを見つけることに関連して、導体と誘電体がどのように動作するかを比較してみましょう。

現在

電流は、荷電粒子の規則的、つまり指向性のある動きと呼ばれます。 電界… したがって、まず、電流の存在には、方向を持って移動できる自由荷電粒子の存在が必要です。第二に、これらの電荷を駆動するには電場が必要です。そしてもちろん、電流と呼ばれる荷電粒子の運動が起こる特定の空間が存在する必要があります。

自由荷電粒子は、金属、電解質、プラズマなどの導体中に豊富に存在します。たとえば、銅の導体ではこれらは自由電子であり、電解質ではイオン、たとえば鉛蓄電池では硫酸イオン（水素と硫黄酸化物）、プラズマではイオンと電子です。イオン化したガス中での放電中に移動します。

金属

たとえば、2 本の銅線を使用して小さな電球を電池に接続してみましょう。何が起こるか？ライトが輝き始めます。 直流電流... ワイヤの両端の間には、バッテリによって電位差が生じています。これは、ワイヤの内部に電界が作用し始めていることを意味します。

電場により、銅原子の外殻の電子は場の方向に強制的に移動します。つまり、原子から原子へ、原子から次の原子へというように鎖に沿って移動します。原子は、電子軌道の原子核に近い電子よりも原子核への結合がはるかに弱くなります。電子が残された場所から、別の電子がバッテリーのマイナス端子から来ます。つまり、電子は金属鎖に沿って自由に移動し、原子への所属を簡単に変更します。

それらは、電子が結晶格子の原子にくっついている間、電場（一定のEMF源のマイナスからプラスへ）を加速しようとして、押される方向に金属の結晶格子に沿って形成されるようです。彼らの道に沿ってずっと。

移動の過程で一部の電子が原子に分裂し（熱運動が電子とともに原子の構造全体を振動させるため）、その結果として導体が加熱します。これがそれが現れる方法です。 ワイヤーの電気抵抗.

金属中の自由電子

X 線やその他の方法を使用した金属の研究により、金属が結晶構造を持っていることがわかりました。これは、空間内に特定の方法で配置された原子または分子 (順番にイオン) で構成されており、3 次元すべてで正しい交互配置を作成することを意味します。

これらの条件下では、元素の原子は互いに非常に近くに配置されているため、その外側の電子は隣接する電子と同じ程度にこの原子に属し、その結果、個々の原子への電子の結合度が決まります。はほとんど存在しません。

金属の種類に応じて、各原子の少なくとも 1 つの電子、場合によっては 2 つの電子、場合によっては 3 つの電子が、外部から加えられた力の影響下で金属内で自由に動きます。

誘電

誘電体の中には何が入っているのでしょうか？銅線の代わりにプラスチック、紙、または類似のものを使用した場合はどうなりますか?電気はなくなり、明かりもつきません。なぜ？誘電体の構造は、電界の作用下でも電子を規則正しい動きで放出しない中性分子で構成されており、単に放出することができません。金属の場合のように、誘電体には自由伝導電子は存在しません。

誘電性分子の原子の外側の電子は密に詰まっており、さらに分子の内部結合に関与していますが、そのような物質の分子は通常電気的に中性です。誘電体分子ができることは分極することだけです。

電場の作用下では、各分子に付随する電荷は平衡位置からわずかに移動するだけですが、各荷電粒子はそれ自体の原子内に留まります。この現象を電荷変位といいます 誘電分極.

分極の結果、電場がかかると、このように分極された誘電体の表面に電荷が現れ、その電場によって分極を引き起こした外部電場が減少する傾向があります。このように外部電場を弱める誘電体の能力は、 誘電率.