ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Поляризация диэлектриков
В отсутствии внешнего электрического поля дипольные моменты молекул диэлектрика или равны нулю (неполярные молекулы), или распределены по направлениям в пространстве хаотическим образом (полярные молекулы). В обоих случаях суммарный электрический момент диэлектрика равен нулю. Под действием внешнего поля диэлектрик поляризуется. Результирующий электрический момент единицы объема характеризует степень поляризации диэлектрика. Если поле или диэлектрик неоднородны, степень поляризации в разных точках диэлектрика будет различна. Чтобы охарактеризовать поляризацию в данной точке, нужно выделить заключающий в себе эту точку физически бесконечно малый объем , найти сумму моментов, заключенных в этом объеме молекул, и взять отношение , (6) Р – вектор поляризации диэлектрика. У диэлектриков любого типа (кроме сегнетоэлектриков) вектор поляризации связан с напряженностью поля в той же точке простым соотношением: , (7) где c - диэлектрическая восприимчивость. Для диэлектриков, построенных из неполярных молекул, формула (7) вытекает из следующих простых соображений. В пределы объема попадает количество молекул, равное , где n – число молекул в единице объема. . Разделив это выражение на , получим вектор поляризации . Отсюда следует, что . Под напряженностью поля в диэлектрике понимают значение , получающееся усреднением истинного поля по физически бесконечно малому объему. Поле получается в результате наложения двух полей: поля , создаваемого свободными зарядами, т.е. такими зарядами, которые могут передаваться от одного тела к другому при их касании, и поля связанных зарядов. В силу принципа суперпозиции полей: . (8) Связанные заряды отличаются от свободных лишь тем, что не могут покинуть пределы молекулы (или атома), в состав которой они входят. В остальном их свойства таковы, как и у всех прочих зарядов. В частности, на связанных зарядах начинаются или заканчиваются линий вектора . Поэтому теорему Гаусса для определяемого выражением (1) вектора нужно записать в виде: . (9) В это выражение входит сумма связанных зарядов не известная нам. Но можно выразить сумму связанных зарядов через поток вектора поляризации: . (10)
. (11) Выражение в скобках называют электрическим смещением или электрической индукцией и обозначают буквой . . (12) С использованием этой величины формула (11) может быть записана в виде: . (13) Эта формула выражает теорему Гаусса для вектора электрического смещения: поток вектора электрического смещения через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности свободных зарядов. Подставив в формулу (12) выражение для , получим: . (14) Безразмерную величину (15) называют относительной диэлектрической проницаемостью. Следовательно, соотношение (14) можно записать в виде . Электрическое смещение поля точечного заряда в вакууме равно: .
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|