از نظر رفتار الکتروستاتیکی مواد را به دو دسته بزرگ تقسیم میکنند. این دو دسته بزرگ شامل مواد عایق و اجسام رسانا هستند. رساناها مانند فلزات ، موادی هستند که تعداد بسیار زیادی حامل بار اساسا آزاد دارند. این حاملهای بار میتوانند آزادانه در سرتاسر جسم رسانا حرکت کنند.
دی الکتریکها یا مواد عایق دسته دیگری از مواد هستند که در آنها تمام ذرات باردار به نحوی نسبتا محکم به مولکولهای تشکیل دهنده مواد مقید هستند. این ذرات باردار ممکن است تحت تاثیر میدان الکتریکی اندکی جابجا شوند، اما از مجاورت مولکولهایی که به آنها مقیدند، دور نمیشوند. به بیان دیگر ، این تعریف فقط در مورد یک ماده عایق کامل یا ایدهآل ، یعنی دی الکتریکی که در حضور میدان الکتریکی خارجی به هیچ وجه رسانایی از خود نشان ندهد، صادق است. اما مواد عایق واقعی اندکی رسانایی از خود نشان میدهند.
قدرت دی الکتریک
فرض کنید که یک ماده عایق تحت تاثیر یک پتانسیل ثابت قرار دارد. حال اگر مقدار پتانسیل را اندک اندک افزایش دهیم، زمانی فرا میرسد که ماده دیگر عایق بودن خود را از دست داده و یه یک جسم رسانا تبدیل میشود. بر این اساس مقدار میدان الکتریکی را که در بالاتر از آن ماده عایق تبدیل به رسانا میشود، قدرت دی الکتریکی آن عایق میگویند.
مواد نیمه رسانا
گفتیم که از نظر الکتریکی مواد مختلف به دو دسته عایق و رسانا تقسیم میشوند، اما خواص الکتریکی برخی از مواد در حد فاصل میان رساناها و دی الکتریکها قرار دارد. این دسته از مواد را اصطلاحا
نیمه رسانا میگویند. رفتار این مواد در یک میدان الکتریکی ایستا خیلی به رفتار اجسام رسانا شبیه است، اما پاسخ گذرای آنها از پاسخ رساناها اندکی کندتر است. برای این مواد مدت بیشتری طول میکشد تا در یک میدان الکتریکی ایستا به حالت تعادل برسند.
مواد عایق قطبیده
ماده عایق یا دی الکتریک ایدهآل آن است که بار آزاد نداشته باشد. با وجود این محیطهای دی الکتریکی ، از مولکولها و مولکولها نیز به نوبه خود از ذرات بارداری (هستههای اتمی و الکترونها) تشکیل شدهاند، بنابراین مولکولهای دی الکتریک یقینا تحت تاثیر میدانهای الکتریکی قرار میگیرند. میدان الکتریکی سبب میشود که نیرویی به هر ذره باردار وارد شود، ذرات با بار مثبت در جهت میدان رانده میشوند و ذرات با بار منفی در جهت مخالف آن، به گونهای که قسمتهای مثبت و منفی هر مولکول از مواضع حالت تعادل خود خارج و در دو جهت مخالف جابجا میشوند.
مقدار جابجایی فوق به دلیل ایجاد نیروهای قوی بازگردانندهای که در اثر تغییر پیکربندی مولکولها بوجود میآیند، محدود است. تاثیر کلی از لحاظ ماکروسکوپی را میتوان این طور تجسم کرد که تمامی بار مثبت دی الکتریک نسبت به بار منفی آن جابجا شده است. در این صورت اصطلاحا گفته میشود که ماده دی الکتریک
قطبیده شده است.
ادامه مطلب ...