lect3ele (1083138), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

ПоэтомуE = E0 − σ ' ε 0Электроемкость уединенного проводника численно равна заряду,который нужно сообщить этому проводнику для того, чтобы изменить егопотенциал на единицу.Она зависит от формы и размеров проводника и от диэлектрическихсвойств окружающей среды. Емкости геометрически подобных проводниковпропорциональны их линейным размерам.Пример: емкость уединенного проводящего шара:где χ − диэлектрическая восприимчивость вещества, характеризующаясвойства диэлектрика (положительная безразмерная величина).Полный дипольный момент диэлектрическойпластинки с толщиной d и площадью грани S : pV = PV = PSd , с другойстороны pV = qd = σ ' Sd . Отсюда σ ' = P .E = E0 −χε Eσ'P= E0 − = E0 − 0 = E0 − χE .ε0ε0ε0Откуда напряженность результирующего поля внутри диэлектрика равна:E0E= 01+ χ εEε = 1 + χ = 0 называетсяEE=Безразмернаявеличинадиэлектрическойпроницаемостью среды.

Она характеризует способность диэлектриковполяризоваться в электрическом поле и показывает во сколько раз полеослабляется диэлектриком.17. Электрическое смещение.Напряженность электростатического поля зависит от свойств средыr(от ε ). Кроме того, вектор напряженности E , переходя через границудиэлектриков, претерпевает скачкообразное изменение, поэтому для описания(непрерывного)электрическогополясистемызарядовсучетомполяризационных свойств диэлектриков вводится вектор электрическогосмещения (электрической индукции), который для изотропной средызаписывается какrrrr rD = ε 0εE = ε 0 (1 + χ ) E = ε 0 E + PЕдиницаr электрического смещения — Кл/м2.Вектор D описывает электростатическое поле, создаваемое свободнымизарядами (т.е.

в вакууме), но при таком их распределении в пространстве, какоеимеется при наличии диэлектрика.Электричество3–163–17Аналогично линиям напряженности, можно ввести линии электрическогосмещения. Через области поля, где находятся связанные заряды, линииrвектора D проходят не прерываясь.rДля произвольной замкнутой поверхности S поток вектора D сквозь этуповерхностьrΦ D = ∫ D dS = ∫ Dn dS ,Sr Srгде Dn – проекция вектора D на нормаль n к площадке dS .Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике: потоквектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозьпроизвольную замкнутую поверхность равен алгебраической суммезаключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядов.nr==DdSDdSqi∑n∫∫Si =1SДля непрерывного распределения заряда в пространстве с объемнойплотностью ρ = dq dVr∫ DdS = ∫ ρdVSДругая форма записи этогодивергенции вектора (стр.1-31):Vсоотношениясучетомопределенияrdiv D = ρ18.

Условия на границе раздела двух диэлектрических средПри отсутствии на границе двух диэлектриков свободных зарядов,rциркуляция вектора E по контуру:r∫ E dl = 0 , откуда Eτ 1l − Eτ 2l = 0 . Поэтому:ABCDAEτ 1 = Eτ 2Учитывая D = ε 0εE ,Dτ 1 ε 1=Dτ 2 ε 2rПо теореме Гаусса поток вектора D черезцилиндр ничтожно малой высоты равен нулю (нетсвободных зарядов) Dn ∆S − Dn′ ∆S = 0 , поэтомуDn1 = Dn 2En1 ε 2=En 2 ε 1Таким образом, при переходе через границуrраздела двух диэлектрических сред тангенциальнаясоставляющая вектора Er(Eτ) и нормальная составляющая вектора D (Dn) изменяются непрерывно (неrпретерпевают скачка), а нормальная составляющая вектора Erтангенциальная составляющая вектора D (Dτ) претерпевают скачок.А.Н.Огурцов.

Лекции по физике.(En) и19. Сегнетоэлектрики.Сегнетоэлектриками называются кристаллические диэлектрики, у которыхв отсутствие внешнего электрического поля возникает самопроизвольнаяориентация дипольных электрических моментов составляющих его частиц.Примеры: сегнетова соль NaKC4H4O6·4H2O;титанат бария BaTiO3Сегнетоэлектрики состоят из доменов —областейсразличныминаправлениямиполяризованности.Температура,вышекоторойисчезаютсегнетоэлектрические свойства—точкаКюри.rrДля сегнетоэлектриков связь между векторами E и P нелинейная инаблюдается явление диэлектрического гистерезиса — сохраненияостаточной поляризованности при снятии внешнего поля.Пьезоэлектрики — кристаллические диэлектрики, в которых при сжатииили растяжении возникает электрическая поляризация — прямой пьезоэффект.Обратный пьезоэффект — появление механической деформации поддействием электрического поля.20.

Проводники в электростатическом поле.Если поместить проводник во внешнее электростатическое поле или егозарядить, то на заряды проводника будет действовать электростатическоеполе, в результате чего они начнут перемещаться до тех пор, пока неустановитсяравновесноераспределениезарядов,прикоторомrэлектростатическое поле внутри проводника обращается в нуль E = 0 .Иначе, если бы поле не было равно нулю, то в проводнике возникло быупорядоченное движение зарядов без затраты энергии от внешнего источника,что противоречит закону сохранения энергии.rСледствия этого ( E = − grad ϕ = 0 ⇒ ϕ = const ): потенциал во всех точках проводника одинаков; поверхностьпроводника является эквипотенциальной;r вектор E направлен по нормали к каждой точке поверхности; При помещении нейтрального проводника во внешнее поле свободныезаряды (электроны и ионы) начнут перемещаться: положительные — по полю, аотрицательные — против поля(рис.(а)).

На одном концепроводника будет избытокположительных зарядов, надругом — отрицательных. Этизарядыназываютсяиндуцированными. Процессбудет продолжаться до техпор, пока напряженность полявнутри проводника не станет равной нулю, а линии напряженности внепроводника — перпендикулярными его поверхности (рис.(б)). если проводнику сообщить некоторый заряд q , то нескомпенсированныезаряды располагаются только на поверхности проводника, причем D = σ иЭлектричество.

Характеристики

Список файлов лекций