Hvordan kan der være elektrisk ladning inde i stof, selvom showene ingen kræfter?

Du har ret til at undre dig over dette! Det er en almindelig misforståelse at tro, at hvis et materiale ikke udviser nogen udadgående elektriske kræfter, skal det være helt neutralt. Her er grunden til, at det ikke altid er sandt:

1. Afbalancerede afgifter:

* Atomer består af positivt ladede protoner i kernen og negativt ladede elektroner, der kredser rundt. I de fleste materialer er disse afgifter perfekt afbalancerede.

* De positive og negative afgifter annullerer hinanden, hvilket resulterer i en netneutral ladning. Dette er grunden til, at de fleste materialer forekommer elektrisk neutrale, selvom de indeholder en enorm mængde elektrisk ladning.

2. Skjulte opladningsfordeling:

* Selv hvis et materiale generelt forekommer neutralt, kan ladningsfordelingen inden for det være ujævnt.

* Dette kan ske på grund af forskellige faktorer, herunder:

* polarisering: Nogle materialer kan blive polariserede, hvilket betyder, at deres elektroner forskydes lidt inden for deres atomer, hvilket skaber en adskillelse af ladning inden for materialet. Dette sker, når materialet udsættes for et elektrisk felt.

* urenheder: Tilstedeværelsen af ​​urenheder eller defekter i materialet kan også skabe regioner med lokaliseret ladning.

* Ikke-ensartethed: Fordelingen af ​​atomer inden for materialet er muligvis ikke helt homogen, hvilket fører til små regioner med forskellige ladningstætheder.

3. "Neutral" betyder ikke "ingen afgift":

* Et materiale kan forekomme neutralt på et makroskopisk niveau (det niveau, vi observerer), men det kan stadig have mikroskopiske ladninger inden for det.

* Tænk på en magnet:den har ingen samlet ladning, men den udøver magnetiske kræfter på grund af justeringen af ​​dets magnetiske dipoler. Tilsvarende kan materialer have interne ladningsfordelinger, der ikke manifesterer sig som observerbare kræfter, før de handles af eksterne kræfter.

Eksempler:

* isolatorer: De har generelt en høj modstand mod elektrisk strømstrøm. De kan imidlertid blive polariseret i nærvær af et elektrisk felt, hvilket fører til en midlertidig adskillelse af afgifter.

* halvledere: Disse materialer har en ledningsevne mellem en leder og en isolator. Tilstedeværelsen af ​​urenheder i halvledere kan skabe regioner med forskellige ladningstætheder, hvilket fører til deres anvendelse i elektroniske enheder.

Kortfattet:

Mens et materiale kan forekomme elektrisk neutralt på et makroskopisk niveau, kan det stadig have interne afgifter, der er afbalanceret eller distribueret på en måde, der ikke resulterer i observerbare kræfter. Tilstedeværelsen af ​​disse ladninger bliver vigtig, når materialet udsættes for eksterne kræfter eller betingelser, hvilket fører til forskellige elektriske fænomener.