Электростатическое поле в диэлектриках
При помещении диэлектрика во внешнее электростатическое поле он поляризуется, т. е. приобретает отличный от нуля дипольный электрический момент. Для количественного описания поляризации диэлектрика пользуются векторной величиной - поляризованностью, определяемой дипольным моментом единицы объема диэлектрика: где Связь поляризованности с напряженностью
где æ - диэлектрическая восприимчивость; ε0 - электрическая постоянная. Диэлектрическая проницаемость ε связана с диэлектрической восприимчивостью следующим соотношением ε = 1+æ. Напряженность
Для описания поля в диэлектриках оказалось необходимым помимо вектора напряженности
Вектор электрического смещения связан с поляризованностью следующим соотношением
Единица электрического смещения — кулон на метр в квадрате (Кл/м2). Рассмотрим, с чем можно связать вектор электрического смещения. Не скомпенсированные заряды, появляющиеся в результате поляризации диэлектрика, называются связанными зарядами. Связанные заряды появляются в диэлектрике при наличии внешнего электростатического поля, создаваемого системой свободных электрических зарядов, т. е. в диэлектрике на электростатическое поле свободных зарядов накладывается дополнительное поле связанных зарядов. Результирующее поле в диэлектрике описывает вектор напряженности
Теорему Гаусса для потока вектора электрического смещения можно записать в виде
где учитываются лишь свободные заряды. Таким образом, формула (13) выражает теорему Гаусса для электростатического поля в диэлектрике: поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядов. В такой форме теорема Гаусса справедлива для электростатического поля как для однородной и изотропной, так и для неоднородной и анизотропной сред. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Если проводнику сообщить заряд, то возникает электростатическое поле. В поле все точки проводника имеют одинаковый потенциал. Потенциал
Электроёмкость (сокращение: ёмкость) определяется только размерами и формой проводника, а также диэлектрической проницаемостью среды, окружающей проводник. Например, легко определить электроёмкость металлического шара (или сферы) радиуса R, находящегося в среде с диэлектрической проницаемостью
Если шар (сфера) имеет заряд
Учитывая, что
Единицей измерения электроёмкости в СИ является фарада (Ф). Так как Уединенные проводники обладают небольшой ёмкостью, например, ёмкость Земли приблизительно 700 мкФ. Значительно большей ёмкостью могут обладать конденсаторы. Конденсатор – это два проводника, разделенных слоем диэлектрика. Проводники, на которых накапливается заряд, называются обкладками конденсатора. В процессе заряда конденсатора происходит накопление положительного заряда на одной из обкладок и равного по величине отрицательного заряда на другой. Между обкладками возникает разность потенциалов (напряжение) Отношение заряда Q на обкладке конденсатора и разности потенциалов
Электроёмкость C конденсатора определяется его конструкцией. Так, например, ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных пластин площадью S, промежуток между которыми d заполнен диэлектриком с диэлектрической проницаемостью
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|