lect3ele (931142), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Она характеризует способность диэлектриковполяризоваться в электрическом поле и показывает во сколько раз полеослабляется диэлектриком.17. Электрическое смещение.Напряженность электростатического поля зависит от свойств среды(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 какD = ε0εE = ε0 (1 + χ) E = ε0 E + P .Единица 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, линиивектора D проходят не прерываясь.Для произвольной замкнутой поверхности S поток вектора D сквозь этуповерхностьΦD =∫ Dd S = ∫ Dn d S ,SSгде Dn – проекция вектора D на нормаль n к площадке d S .Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике: потоквектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозьпроизвольную замкнутую поверхность равен алгебраической суммезаключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядовnqi .∫ Dd S = ∫ Dn d S = ∑i =1SSДля непрерывного распределения заряда в пространстве с объемнойплотностью ρ = d q d V∫ Dd S = ∫ ρ dV .SДругая форма записи этогодивергенции вектора (стр.1-31)Vсоотношениясучетомопределенияdiv D = ρ .18.

Условия на границе раздела двух диэлектрических средПри отсутствии на границе двух диэлектриков свободных зарядов, циркуляция вектора E по контуру∫E d l = 0 , откуда Eτ1l − Eτ 2l = 0 . ПоэтомуABCDAПо теореме Гаусса поток вектора D черезцилиндр ничтожно малой высоты равен нулю (нетсвободных зарядов) Dn ΔS − Dn′ΔS = 0 , поэтомуDn1 = Dn 2 ,En1 ε 2= .En 2 ε1Таким образом, при переходе через границураздела двух диэлектрических сред тангенциальная составляющая вектора E(Eτ) и нормальная составляющая вектора D (Dn) изменяются непрерывно (нетангенциальная составляющая вектора D (Dτ) претерпевают скачок.А.Н.Огурцов. Физика для студентов20.

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,прикоторомэлектростатическое 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.Следствия этого ( E = − grad ϕ = 0 ⇒ ϕ = const ):⎯⎯ потенциал во всех точках проводника одинаков;⎯⎯ поверхность проводника является эквипотенциальной;⎯⎯ вектор E направлен по нормали к каждой точке поверхности;⎯⎯ При помещении нейтрального проводника во внешнее поле свободныеEτ1 = Eτ 2 .Учитывая D = ε0εE , получимDτ1 ε1= .Dτ 2 ε 2претерпевают скачка), а нормальная составляющая вектора19. 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 – точка Кюри.Для 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.E (En) изаряды (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