Учебник по физике для поступающих в ВУЗ
Поляризованностью диэлектрика называется физическая величина численно равная суммарному электрическому (дипольному) моменту молекул заключенных в единице объем:.
??? = УТОЧНИТЬ ОБОЗНАЧЕНИЕ
Единица измерения – Кл/м2
ΣPi - суммарный электрический момент всего образца
Активные диэлектрики
У обычных диэлектриков поляризованность исчезает при исчезновении внешнего электрического поля. Наряду с однородными изотропными диэлектриками существуют диэлектрики с особыми свойствами, в которых зависимость поляризованности от напряженности внешнего электрического поля носить нелинейный характер.
Сигментодиэлектрики – зависимость поляризованности от напряжения внешнего электрического поля Е представляет собой петлю гистерезиса. После снятие внешнего электрического поля сохраняется остаточная поляризованность.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ(уч.10кл.390-391)
Диэлектрики см.выше (уч.10кл.стр.386-390)
Относительная диэлектрическая проницаемость.
Формула. Обозначение. Единицы измерения
Напряженность поля в диэлектрике.
Напряженность поля сферы и плоскости при наличии среды
Емкость плоского конденсатора при наличии среды
Разрыв линий напряженности на границе сред с разной диэлектрической проницаемостью
Использование электризации в промышленности (угольный фильтр)
В диэлектрике напряженность суммарного поля связанных зарядов направлена противоположно напряженности внешнего поля.
Вследствие этого поле в диэлектрике ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств диэлектрика.
Ослабление поля в диэлектрике по сравнению с вакуумом характеризует относительная диэлектрическая проницаемость.
Относительная диэлектрическая проницаемость среды – число, показывающее во сколько раз модуль напряженности электростатического поля в однородном диэлектрике 
меньше, чем напряженность поля в вакууме 
e =
Обозначение - e
Данная формула справедлива только для однородной среды или для случаев особой симметрии тела, например пластины в однородном поле.
Для тела произвольной формы зависимость и гораздо сложнее и определяется формой тела и его ориентацией по отношению к .
Следовательно, напряженность поля в диэлектрике:
E =
Кулоновская сила взаимодействия двух точечных зарядов в диэлектрике уменьшается в e раз по сравнению с вакуумом:
F12 =
Силы между заряженными телами в отличие от сил всемирного тяготения зависят от свойств среды, в которой эти тела находятся.
Соответственно, в диэлектрике уменьшается напряженность поля точечного заряда, диполя, заряженной сферы и т.д.
Аналогично уменьшается и разность потенциалов.
Напряженность поля вне равномерно заряженной сферы совпадает с напряженностью поля точечного заряда, равного заряду сферы и помещенного в ее центре.
E =
Напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости постоянна (одинакова на любом расстоянии от плоскости) и зависит лишь от поверхностной плотности заряда.
E =
В случае среды с относительной диэлектрической проницаемостью e, напряженность поля уменьшится в e раз:
для сферы или точечного заряда E =
для плоскости E =
Если между платин конденсатора пометить диэлектрик с относительной диэлектрической проницаемостью e, то емкость конденсатора возрастет в e раз:
C =
Напряженность электрического поля зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды e поэтому при наличии нескольких граничащих диэлектриков на границе разрыва двух сред напряженность поля меняется скачком (линии вектора Е терпят разрыв).
Поляризация диэлектриков в сильном электростатическом поле используется в электрических фильтрах для очистки газа от угольной пыли.
Когда сила тяжести частиц, задержанных фильтром, становится больше их силы притяжения к электродам, пыль оседает на дно фильтра.
ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПЛОСКОГО КОНДЕНСАТОРА(уч.10кл.стр.400-402, 403-406)
Конденсатор (см.выше уч.10кл.стр. 400-402)
Потенциальная энергия пластин конденсатора. Рисунок (стр.403)
Формула потенциальной энергии плоского конденсатора. Обозначение
Определение объемной плотности энергии электростатического поля. Единицы измерения
Формула объемной плотности энергии плоского конденсатора и ее физический смысл
Применение конденсаторов в лампах-вспышках
Как и любая система заряженных тел, конденсатор обладает энергией. Вычислим ее.
Работа, совершаемая при разделении положительных и отрицательных зарядов, сообщаемых пластинам конденсатора, равна энергии, приобретаемой конденсатором.
Потенциальная энергия пластин конденсатора
Пластины конденсатора притягиваются одна к другой, обладая определенной потенциальной энергией.
Рассчитаем энергию электростатического поля, накопленную конденсатором, если заряд на его платинах +Q –Q, а разность потенциалов между ними U.
Сила кулоновского притяжения пластины конденсатора определяются напряженностью поля, созданной противоположной пластиной.
E+ = E- = E =
F+ = F- = Q
Под действием кулоновских сил притяжения пластины, предоставленные сами себе, схлопнутся. Считая их конечную энергию равной нулю, получаем, что работа сил электростатического поля равна потенциальной энергии пластин:
A = W
Работа по перемещению каждой пластины на расстояние d/2 в центр конденсатора (где пластины могли бы схлопнуться)
A+ = F+ ; A- = F-
Полная работа и потенциальная энергия электростатического поля конденсатора:
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100