Voľné a viazané elektrické náboje, vodivé a posuvné prúdy

Častice, ktoré tvoria akúkoľvek látku, majú elektrické náboje… Elektrón má záporný náboj e = 0,16 * 10-18 k a protón má rovnaký kladný náboj. Celkový náboj atómu, molekuly alebo telesa pozostávajúceho z mnohých molekúl môže byť kladný, záporný alebo rovný nule, v závislosti od pomeru medzi celkovým kladným a záporným nábojom ich základných častíc.

Podľa schopnosti pohybu v elektrickom poli možno náboje rozdeliť do dvoch veľkých skupín. Náboje prvej skupiny sa vyznačujú možnosťou neobmedzeného pohybu v elektrickom poli, a preto sú tzv bezplatné poplatky… Druhá skupina nábojov túto možnosť nemá, ich pohyb je obmedzený štruktúrou atómu, molekuly, kryštálu alebo heterogenitou štruktúry hmoty. Tieto poplatky sú tzv viazaný.

Oddelenie voľných a viazaných nábojov nezávisí vždy len od fyzikálnej povahy uvažovaných častíc.Náboje, ktoré sú v homogénnom médiu voľné, sa môžu spájať za vzniku kompozícií pozostávajúcich z rôznych materiálov.

Voľné elektróny a ióny látky sa pôsobením elektrického poľa pohybujú z jednej elektródy na druhú a tvoria sa vodivý prúd.

Prepojené elektrické náboje pôsobením elektrického poľa majú schopnosť miešať sa len v určitých, často veľmi obmedzených medziach. Tento proces pohybu, tzv polarizácia, je charakterizovaný polarizačným vektorom a v podstate závisí od fyzikálnych spojení medzi nábojmi. Pri polarizácii sa náboje pôsobením elektrického poľa premiestnia a objavia sa vychyľovací prúd.

Dielektrikum obsahuje rovnaký počet kladných a záporných vzájomne prepojených nábojov a vplyv vonkajšieho elektrického poľa ovplyvňuje vzájomné posunutie centier kladných a záporných nábojov a pri výskyte elektrických momentov párov opačných nábojov - dipólových momentov. V rovnomernom poli je polarizačný vektor priemernou hodnotou celkového dipólového momentu na jednotku objemu. Polarizácia dielektrika závisí od intenzity elektrického poľa.

Materiály, v ktorých sú dôležité iba vodivé prúdy a posuvné prúdy, sa nazývajú vodičov… Materiály, v ktorých sú vodivé prúdy zanedbateľné a možno ich zanedbať, sa nazývajú izolantov… Materiály, v ktorých je polarizácia veľmi dôležitá, sa nazývajú dielektriká (pozri — Kovy a dielektrika – aký je rozdiel?). Materiály, v ktorých je potrebné brať do úvahy vodivé aj posuvné prúdy, sú klasifikované ako polovodičov.

Fenomén polarizácie dielektrika a vznik predpätia v priemysle sa využíva na vysokofrekvenčný ohrev dielektrík (napríklad sušenie dreva, lepenky, vykurovanie v potravinárskom priemysle) a polovodičov.

Materiál, ktorý sa má ohrievať, je umiestnený medzi platňami kondenzátora, na ktorý je privedené vysokofrekvenčné napätie. Vodivé a posuvné prúdy vyskytujúce sa v materiáli umiestnenom vo vysokofrekvenčnom elektrickom poli spôsobujú vznik tepla v materiáli a jeho ohrev. Tento typ vykurovania sa nazýva dielektrické vykurovanie.

Proces sušenia mokrých materiálov, t.j. odstránenie vlhkosti z nich, môže nastať v dôsledku dvoch javov: priame odparovanie vlhkosti vo vnútri materiálu a jej uvoľňovanie vo forme pary a pohyb vlhkosti v kvapalnej fáze z vnútorných oblastí na povrch. Prítomnosť elektrického poľa v materiáli výrazne ovplyvňuje odparovanie a pohyb vlhkosti, čo umožňuje výrazne zlepšiť proces sušenia.