Cargas eléctricas libres y ligadas, corrientes de conducción y desplazamiento
Las partículas que componen cualquier sustancia tienen cargos electricos… El electrón tiene carga negativa e = 0.16 * 10-18 k, y el protón tiene la misma carga positiva. La carga total de un átomo, molécula o cuerpo formado por muchas moléculas puede ser positiva, negativa o igual a cero, dependiendo de la relación entre la carga total positiva y negativa de sus partículas elementales constituyentes.
Dependiendo de la capacidad de moverse en un campo eléctrico, las cargas se pueden dividir en dos grandes grupos. Las cargas del primer grupo se caracterizan por la posibilidad de movimiento ilimitado en un campo eléctrico, por lo que se denominan tarifas gratis… El segundo grupo de cargas no tiene esta posibilidad, su movimiento está limitado por la estructura de un átomo, molécula, cristal o por la heterogeneidad de la estructura de la materia. Estos cargos se denominan atado.
La separación de cargas libres y ligadas no siempre depende únicamente de la naturaleza física de las partículas bajo consideración.Las cargas que están libres en un medio homogéneo se pueden conectar en la formación de composiciones que consisten en diferentes materiales.
Los electrones libres y los iones de la sustancia bajo la acción de un campo eléctrico se mueven de un electrodo a otro, formando corriente de conducción.
Las cargas eléctricas conectadas bajo la acción de un campo eléctrico tienen la capacidad de mezclarse solo dentro de ciertos límites, a menudo muy limitados. Este proceso de movimiento, el llamado polarización, se caracteriza por un vector de polarización y depende esencialmente de las conexiones físicas entre las cargas. En la polarización, las cargas se desplazan bajo la acción de un campo eléctrico y aparecen corriente de desviación.
El dieléctrico contiene un número igual de cargas interconectadas positivas y negativas, y el efecto de un campo eléctrico externo afecta el desplazamiento mutuo de los centros de cargas positivas y negativas, y en la aparición de momentos eléctricos de pares de cargas opuestas: momentos dipolares. En un campo uniforme, el vector de polarización es el valor promedio del momento dipolar total por unidad de volumen. La polarización del dieléctrico depende de la fuerza del campo eléctrico.
Los materiales en los que solo importan las corrientes de conducción y se pueden despreciar las corrientes de desplazamiento se denominan conductores… Los materiales en los que las corrientes de conducción son despreciables y pueden despreciarse se denominan aisladores… Los materiales en los que la polarización es de gran importancia se denominan dieléctricos (ver — Metales y dieléctricos: ¿cuál es la diferencia?). Aquellos materiales en los que es necesario considerar tanto corrientes de conducción como corrientes de desplazamiento se clasifican como semiconductores.
El fenómeno de la polarización de los dieléctricos y la aparición de una corriente de polarización en la industria se utiliza para el calentamiento de alta frecuencia de dieléctricos (por ejemplo, secado de madera, cartón, calentamiento en la industria alimentaria) y semiconductores.
El material a calentar se coloca entre las placas del capacitor al que se le aplica un voltaje de alta frecuencia. Las corrientes de conducción y desplazamiento que ocurren en un material colocado en un campo eléctrico de alta frecuencia hacen que se genere calor en el material y su calentamiento. Este tipo de calentamiento se llama calentamiento dieléctrico.
El proceso de secado de materiales húmedos, es decir. la eliminación de la humedad de ellos puede ocurrir debido a dos fenómenos: la evaporación directa de la humedad dentro del material y su liberación en forma de vapor, y el movimiento de la humedad en la fase líquida desde las áreas internas hacia la superficie. La presencia de un campo eléctrico en el material afecta significativamente la evaporación y el movimiento de la humedad, lo que permite mejorar significativamente el proceso de secado.