Dlaczego izolatory mogą być ładowane przez tarcie, ale nie przez przewodzenie?

Kiedy ładujesz izolator przez tarcie, bliski kontakt dwóch chmur elektronów (każda z innego ośrodka) umożliwia przenoszenie elektronów między nimi.

Liczba atomów stykających się ze sobą w wyniku tarcia jest proporcjonalna do powierzchni zetknięcia się dwóch izolatorów. Całe powierzchnie można przecierać. To ogromna liczba atomów.

Ale dlaczego nie można tego samego osiągnąć za pomocą przewodnictwa?

Załóżmy, że jeden z nich ma baterię i przewód podłączony do jednego z biegunów. Jeśli dotkniesz metalowej płytki, zostanie ona naładowana, ponieważ metal dobrze przewodzi, a cała powierzchnia osiągnie równowagę i wyświetli napięcie akumulatora. Na równoważnej płytce izolatora tylko wtedy, gdy drut dotyka powierzchni, pojawi się ładunek, kilka atomów, w zależności od obszaru punktu drutu, ponieważ z definicji ruchliwość elektronów w izolatorach jest bardzo niska.

Czy są to izolatory? Z definicji nie radzą sobie zbyt dobrze z ładunkami,
dlatego należy wybrać inne podejście zamiast próbować „przewodzenia”.

Komentarze

• Tak, ale mówiąc atomowo lub molekularnie, jakie jest tego uzasadnienie?
• W przeciwieństwie do metalowych materiałów izolacyjnych nie mają wolnych elektronów na swojej zewnętrznej warstwie. Jest to najbardziej zauważalne, gdy warstwa jest kompletna, tak jak w przypadku rzadkiego gazu i które są bardzo izolujące. Metale mają jeden lub więcej elektronów powłoki walencyjnej, które są łatwo przemieszczalne pod wpływem pola elektrycznego. google ' przewodzące elektrony w metalu '.

Można to zrobić. Wystarczy rozpylić elektrony na izolator, a przyczepią się.

Jest to na przykład używane z kroplami farby do malowania metali. Krople farby są ładowane przez jonizację koronową powietrza w pobliżu dyszy, a kawałek metalu do malowania jest ładowany, w ten sposób traci się mniej farby (ponieważ krople farby są przyciągane przez kawałek metalu).

Co więcej, przy dostatecznie wysokich polach elektrycznych wszystko będzie przewodzić.

Nie jest to więc niemożliwe, po prostu trudno jest równomiernie naładować powierzchnię izolatora za pomocą jednego nieruchomego drutu (ponieważ ładunki ledwo przechodzą przez izolator), ale jeśli szczotkujesz nad izolatorem wieloma przewodami pod wysokim napięciem i możesz go łatwo naładować przez przewodzenie. Dlaczego wysokie napięcie? Ponieważ powierzchnia będzie miała bardzo małą pojemność, więc wysokie napięcie jest niezbędne do osadzenia zauważalnych ilości ładunku.