Volné a vázané elektrické náboje, vodivé a posuvné proudy

Částice, které tvoří jakoukoli látku, mají elektrické náboje… Elektron má záporný náboj e = 0,16 * 10-18 k a proton má stejný kladný náboj. Celkový náboj atomu, molekuly nebo tělesa sestávajícího z mnoha molekul může být kladný, záporný nebo rovný nule, v závislosti na poměru mezi celkovým kladným a záporným nábojem jejich základních částic.

Podle schopnosti pohybu v elektrickém poli lze náboje rozdělit do dvou velkých skupin. Náboje první skupiny se vyznačují možností neomezeného pohybu v elektrickém poli, a proto se nazývají poplatky zdarma… Druhá skupina nábojů tuto možnost nemá, jejich pohyb je omezen strukturou atomu, molekuly, krystalu nebo heterogenitou struktury hmoty. Tyto poplatky se nazývají vázaný.

Oddělení volného a vázaného náboje nezávisí vždy pouze na fyzikální povaze uvažovaných částic.Náboje, které jsou volné v homogenním médiu, mohou být spojeny ve vytvoření kompozic sestávajících z různých materiálů.

Volné elektrony a ionty látky se působením elektrického pole pohybují z jedné elektrody na druhou a tvoří se vodivý proud.

Propojené elektrické náboje působením elektrického pole mají schopnost mísit se pouze v určitých, často velmi omezených mezích. Tento proces pohybu, tzv polarizace, je charakterizován polarizačním vektorem a v podstatě závisí na fyzických spojeních mezi náboji. Při polarizaci se náboje působením elektrického pole přemístí a objeví se vychylovací proud.

Dielektrikum obsahuje stejný počet kladných a záporných vzájemně propojených nábojů a vliv vnějšího elektrického pole ovlivňuje vzájemné posunutí středů kladných a záporných nábojů a při vzniku elektrických momentů párů opačných nábojů - dipólových momentů. Ve stejnoměrném poli je polarizační vektor průměrnou hodnotou celkového dipólového momentu na jednotku objemu. Polarizace dielektrika závisí na síle elektrického pole.

Nazývají se materiály, ve kterých záleží pouze na vodivostních proudech a posuvné proudy Řidiči… Materiály, ve kterých jsou vodivé proudy zanedbatelné a lze je zanedbat, se nazývají izolanty… Materiály, u kterých je polarizace velmi důležitá, se nazývají dielektrika (viz — Kovy a dielektrika – jaký je rozdíl?). Materiály, u kterých je nutné uvažovat jak vodivostní, tak posuvné proudy, jsou klasifikovány jako polovodiče.

Fenomén polarizace dielektrik a vznik předpětí v průmyslu se využívá pro vysokofrekvenční ohřev dielektrik (například sušení dřeva, lepenky, topení v potravinářském průmyslu) a polovodičů.

Materiál určený k ohřevu je umístěn mezi desky kondenzátoru, na které je přivedeno vysokofrekvenční napětí. Vodivé a posuvné proudy vyskytující se v materiálu umístěném ve vysokofrekvenčním elektrickém poli způsobují vznik tepla v materiálu a jeho ohřev. Tento typ vytápění se nazývá dielektrické vytápění.

Proces sušení mokrých materiálů, tzn. odstranění vlhkosti z nich, může nastat v důsledku dvou jevů: přímého odpařování vlhkosti uvnitř materiálu a jeho uvolňování ve formě páry a pohybu vlhkosti v kapalné fázi z vnitřních oblastí na povrch. Přítomnost elektrického pole v materiálu výrazně ovlivňuje odpařování a pohyb vlhkosti, což umožňuje výrazně posílit proces sušení.