Провідники та діелектрики в електричному полі
Усі речовини за їх здатністю проводити електричний струм поділяються на провідники та діелектрики. До провідників належать метали, електроліти, плазма.
У металах носіями електричного заряду є електрони. Якщо помістити провідник в електричне поле, то весь статичний заряд провідника буде зосереджений на його поверхні. Усередині провідника поле дорівнює нулю.
До діелектриків належать гази, скло, пластмаса, полімерні речовини. Особливість будови діелектрика поясняє його поведінку в електричному полі. Під дією електричного поля електрони нейтрального атома або іони можуть зміщуватися в бік, протилежний полю. Створюється система зарядів - електричний диполь. Діелектрик стає поляризованим. Ці диполі утворюють електричне поле, напрямлене протилежно зовнішньому полю. У зв’язку з цим поле всередині діелектрика стає слабшим.
Діелектрична проникність середовища - це фізична величина, яка показує, у скільки разів напруженість електричного поля всередині діелектрика менша від напруженості поля у вакуумі.
Провідники в електричному полі[ред. • ред. код]
Якщо провідник внести в електричне поле, вільні електрони в провіднику під дією сил цього поля зміщатимуться в напрямі, протилежному напруженості поля. Внаслідок цього зміщення на одній частині провідника виникає надлишок негативного заряду, на другій частині - надлишок позитивного заряду. В цьому полягає явище електростатичної індукції (або електризації через вплив).Упорядковане переміщення електронів повністю припиняється, коли напруженості зовнішнього і внутрішнього полів виявляються однаковими за значенням.Електричного поля немає всередині як зарядженого, так і незарядженого провідника. Заряди розміщуються на зовнішній поверхні провідника. Найбільша кількість зарядів знаходиться на випуклостях і особливо на вістрях провідника.
Надпровідність[ред. • ред. код]
Проте є метали, у яких питомий опір падає до нуля при температурі, вищій від абсолютного нуля. Таке явище називається надпровідністю. Під час створення електричного струму в надпровідниках сила струму залишається незмінною необмежено довго, оскільки немає втрат на нагрівання провідника. Надпровідність пояснюється обміном квантами енергії між електронами провідності у атомах металів при низьких температурах, внаслідок чого між електронами виникають сили притягання, які перевищують кулонівські сили відштовхування. Це зумовлюється переходом кінетичної енергії електрона при надпровідності у потенційну, яка виступає у ролі імпульса, що зумовлює обмін між електронами з протилежним імпульсом частинками фононами (квант енергії звукової частоти). Причиною цього є взаємодія вільного електрона зі зв’язаним шляхом взаємодії з кристалічною граткою та надання їй протилежного відносно вільного електрона імпульсу. При цьому утворюються пари електронів, які переміщуються в кристалічній гратці без опору (ефект надплинності Бозе-Ейнштейнівського конденсату).