Prosti in vezani električni naboji, prevodni in premikovni tokovi

Delci, ki sestavljajo katero koli snov, imajo električni naboji… Elektron ima negativen naboj e = 0,16 * 10-18 k, proton pa ima enak pozitivni naboj. Skupni naboj atoma, molekule ali telesa, sestavljenega iz številnih molekul, je lahko pozitiven, negativen ali enak nič, odvisno od razmerja med skupnim pozitivnim in negativnim nabojem elementarnih delcev, ki jih sestavljajo.

Glede na sposobnost gibanja v električnem polju lahko naboje razdelimo v dve veliki skupini. Za naboje prve skupine je značilna možnost neomejenega gibanja v električnem polju, zato jih imenujemo brezplačne pristojbine… Druga skupina nabojev te možnosti nima, njihovo gibanje je omejeno z zgradbo atoma, molekule, kristala ali s heterogenostjo strukture snovi. Ti stroški se imenujejo vezan.

Ločevanje prostih in vezanih nabojev ni vedno odvisno le od fizične narave obravnavanih delcev.Naboje, ki so prosti v homogenem mediju, lahko povežemo v sestave, sestavljene iz različnih materialov.

Prosti elektroni in ioni snovi pod delovanjem električnega polja se premikajo iz ene elektrode v drugo in tvorijo prevodni tok.

Povezani električni naboji pod delovanjem električnega polja imajo sposobnost mešanja le v določenih, pogosto zelo omejenih mejah. Ta proces gibanja, ti polarizacija, je označen s polarizacijskim vektorjem in je v bistvu odvisen od fizičnih povezav med naboji. Pri polarizaciji se naboji pod delovanjem električnega polja premaknejo in pojavijo odklonski tok.

Dielektrik vsebuje enako število pozitivnih in negativnih medsebojno povezanih nabojev, učinek zunanjega električnega polja pa vpliva na medsebojno premikanje središč pozitivnih in negativnih nabojev ter na pojav električnih momentov parov nasprotnih nabojev - dipolnih momentov. V enakomernem polju je polarizacijski vektor povprečna vrednost celotnega dipolnega momenta na enoto volumna. Polarizacija dielektrika je odvisna od jakosti električnega polja.

Imenujejo se materiali, pri katerih so pomembni samo prevodni tokovi, tokove premika pa lahko zanemarimo vozniki... Imenujemo materiale, v katerih so prevodni tokovi zanemarljivi in ​​jih je mogoče zanemariti izolatorji… Materiali, pri katerih je polarizacija zelo pomembna, se imenujejo dielektriki (glej — Kovine in dielektriki - kakšna je razlika?). Tisti materiali, pri katerih je treba upoštevati tako prevodne tokove kot tokove premika, so razvrščeni kot polprevodniki.

Pojav polarizacije dielektrikov in pojav prednapetostnega toka v industriji se uporablja za visokofrekvenčno segrevanje dielektrikov (na primer sušenje lesa, kartona, ogrevanje v prehrambeni industriji) in polprevodnikov.

Material, ki ga je treba segreti, je nameščen med ploščama kondenzatorja, na katerega je priključena visokofrekvenčna napetost. Prevodni in premikovni tokovi, ki se pojavljajo v materialu, postavljenem v visokofrekvenčno električno polje, povzročijo nastajanje toplote v materialu in njegovo segrevanje. Ta vrsta ogrevanja se imenuje dielektrično ogrevanje.

Postopek sušenja mokrih materialov, t.j. odstranjevanje vlage iz njih, lahko nastane zaradi dveh pojavov: neposrednega izhlapevanja vlage v notranjosti materiala in njenega sproščanja v obliki hlapov ter premikanja vlage v tekoči fazi iz notranjih prostorov na površino. Prisotnost električnega polja v materialu pomembno vpliva na izhlapevanje in gibanje vlage, kar omogoča bistveno pospešitev procesa sušenja.