誘電分極している不導体の内部を図で!

電磁気学
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taniten
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今回は不導体誘電分極を解説するよ!

前回の導体と何が違うんだろう?

ふうた君
ふうた君
taniten
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静電誘導との違いもしっかり確認しようね!

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不導体ってどんな物体?

こちらの記事で解説したように、導体は電気をよく通す物体のことでしたね。

それに対して、不導体は電気を通しにくい物体のことです。

不導体には導体のような自由電子が存在せず、内部の電子はそれぞれの定位置からほとんど動けない状態になっています。

上の図のように、電子はそれぞれが属する原子周辺でうろうろしています。

電子が自由に動けないから、電気が通りにくいんだね!

ふうた君
ふうた君
taniten
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ちなみに不導体は誘電体絶縁体と言ったりもするよ!

不導体に電場をかけてみよう

次に、不導体に電場をかけた場合を考えてみましょう。

導体の場合は内部の電場を\(0\)にするように電荷が移動するのでした。

不導体も内部の電場を\(0\)にしようと頑張るのですが、いかんせん電子が自由に動けないので、それぞれの定位置で若干動くにとどまります。

こちらの記事で解説したように、電荷に働く力の向きは電荷の符号と電場の向きで決まるのでした。

電場の向きが上向きなので、正の電荷は上向きに、負の電荷は下向きに力を受けます。

それぞれの原子の正負の電荷が電場の方向に偏るので、全体的に上側が正、下側が負の電気を帯びることになります。

このように外部電場によって、不導体内部の原子が正電荷と負電荷に分かれる現象を誘電分極と言います。

結果的には上の図のように、上側と下側に誘電分極した電荷によって下向きの電場(図の緑色の矢印)が生まれ、不導体内部の電場が若干弱められます(図の桃色の矢印)。

taniten
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導体とは違って、内部に電場が存在するのがミソだよ!

導体は内部の電場が\(0\)になるもんね!

ふうた君
ふうた君

まとめ

電気を通しにくい物体を不導体誘電体絶縁体)という。

不導体に外部から電場をかけると、内部の原子がその位置で正電荷と負電荷が少し偏る。これを誘電分極といい、このとき内部の電場が弱められる。
taniten
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静電誘導と誘電分極を区別して覚えよう!

もう一回復習しようっと!

ふうた君
ふうた君

コメント

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