Charges électriques libres et liées, courants de conduction et de déplacement
Les particules qui composent toute substance ont charges électriques… L'électron a une charge négative e = 0,16 * 10-18 k, et le proton a la même charge positive. La charge totale d'un atome, d'une molécule ou d'un corps composé de plusieurs molécules peut être positive, négative ou égale à zéro, selon le rapport entre la charge totale positive et négative de leurs particules élémentaires constitutives.
Selon la capacité de se déplacer dans un champ électrique, les charges peuvent être divisées en deux grands groupes. Les charges du premier groupe sont caractérisées par la possibilité d'un mouvement illimité dans un champ électrique, et sont donc appelées frais gratuits… Le deuxième groupe de charges n'a pas cette possibilité, leur mouvement est limité par la structure d'un atome, d'une molécule, d'un cristal ou par l'hétérogénéité de la structure de la matière. Ces frais sont appelés bondir.
La séparation des charges libres et liées ne dépend pas toujours uniquement de la nature physique des particules considérées.Des charges libres dans un milieu homogène peuvent être liées dans la formation de compositions constituées de différents matériaux.
Les électrons libres et les ions de la substance sous l'action d'un champ électrique se déplacent d'une électrode à l'autre, formant courant de conduction.
Les charges électriques connectées sous l'action d'un champ électrique n'ont la capacité de se mélanger que dans certaines limites souvent très limitées. Ce processus de mouvement, le soi-disant polarisation, est caractérisé par un vecteur de polarisation et dépend essentiellement des liaisons physiques entre les charges. En polarisation, les charges se déplacent sous l'action d'un champ électrique et apparaissent courant de déviation.
Le diélectrique contient un nombre égal de charges positives et négatives interconnectées, et l'effet d'un champ électrique externe affecte le déplacement mutuel des centres de charges positives et négatives, et l'apparition de moments électriques de paires de charges opposées - moments dipolaires. Dans un champ uniforme, le vecteur de polarisation est la valeur moyenne du moment dipolaire total par unité de volume. La polarisation du diélectrique dépend de l'intensité du champ électrique.
Les matériaux dans lesquels seuls les courants de conduction comptent et les courants de déplacement peuvent être négligés sont appelés Conducteurs… Les matériaux dans lesquels les courants de conduction sont négligeables et peuvent être négligés sont appelés isolateurs… Les matériaux dans lesquels la polarisation est d'une grande importance sont appelés diélectriques (voir — Métaux et diélectriques - Quelle est la différence ?). Les matériaux dans lesquels il est nécessaire de considérer à la fois les courants de conduction et les courants de déplacement sont classés comme semi-conducteurs.
Le phénomène de polarisation des diélectriques et l'apparition d'un courant de polarisation dans l'industrie est utilisé pour le chauffage à haute fréquence des diélectriques (par exemple, séchage du bois, du carton, chauffage dans l'industrie alimentaire) et des semi-conducteurs.
Le matériau à chauffer est placé entre les plaques du condensateur auxquelles une tension haute fréquence est appliquée. Les courants de conduction et de déplacement se produisant dans un matériau placé dans un champ électrique à haute fréquence provoquent la génération de chaleur dans le matériau et son échauffement. Ce type de chauffage est appelé chauffage diélectrique.
Le processus de séchage des matériaux humides, c'est-à-dire leur élimination de l'humidité peut se produire en raison de deux phénomènes: l'évaporation directe de l'humidité à l'intérieur du matériau et sa libération sous forme de vapeur, et le mouvement de l'humidité en phase liquide des zones internes vers la surface. La présence d'un champ électrique dans le matériau affecte considérablement l'évaporation et le mouvement de l'humidité, ce qui permet d'améliorer considérablement le processus de séchage.