2.5. Електричне поле в діелектриках.
Поляризація діелектрика обумовлена саме цим повним полем. Поле пов'язаних зарядів всередині діелектрика завжди послаблює зовнішнє поле. Сумарне поле всередині діелектрика завжди менше зовнішнього.
Поле пов'язаних зарядів ніколи не компенсує зовнішнє поле всередині діелектрика повністю.
Напрямок вектора не завжди протилежно, кут між і може бути від до (рис. 33).
Поза діелектрика може і послаблювати і посилювати.
Знайдемо зв'язок між напруженістю зовнішнього поля і напруженістю результуючого поля в діелектрику.
Так як напруженість може бути знайдена, як напруженість поля між двома різнойменно зарядженими площинами (див. П. 1.10), то і так як, то. тоді або
Напрямки і збігаються і
Безрозмірна величина називається відносної діелектричної проникністю речовини:
Відносна діелектрична проникність показує у скільки разів напруженість зовнішнього поля більше напруженості поля в діелектрику. (Це справедливо, якщо однорідний діелектрик заповнює обсяг між двома еквіпотенціальними поверхнями або заповнює весь простір, де існує зовнішнє поле, тобто ||)
2.6. Вектор електричного зміщення.
Раніше ми сформулювали теорему Гаусса, фізичний зміст якої в тому, що електростатичне поле створюється будь-якими нерухомими електричними зарядами - і вільними і пов'язаними.
Отже, при наявності середовища (діелектрика) потік вектора напруженості через довільну замкнуту поверхню S пропорційний алгебраїчній сумі всієї вільних q і всіх пов'язаних q 'зарядів, охоплених цією поверхнею
Виберемо всередині поляризованого діелектрика довільну замкнуту поверхню S і застосуємо до неї це співвідношення. Висловимо як функцію. Поверхня S «розсіче» деякі молекулярні диполі. Внесок в внесуть тільки ці «розсічені» диполі, оскільки алгебраїчна сума зарядів «цілих» диполів, що потрапили всередину S. дорівнює нулю. Повторивши ті ж міркування, що і в параграфі 2.4, отримаємо
Знак «мінус» ми отримали, так як з внутрішньої сторони майданчика dS знаходяться негативні заряди.
Повний пов'язаний заряд, укладений в обсязі, охопленому S. отримаємо, проинтегрировав по S.
Надмірна пов'язаний заряд, що охоплюється довільній замкнутої поверхностьюS, дорівнює взятому зі знаком мінус потоку вектора поляризованности через цю поверхню.
Підставами отримане для вираження в теорему Гаусса.
називається електричним зміщенням (або індукцією).
Тоді - теорема Гаусса для.
Потік вектора електричного зміщення через довільну замкнуту поверхностьSравен алгебраїчній сумі вільних зарядів, охоплених цією поверхнею.
В ізотропних діелектриках зв'язок між і виражається більш просто.
В цьому випадку для поляризованности справедливо вираз. Тоді, враховуючи, що, отримаємо
Таким чином, в ізотропних діелектриках напрям електричного зміщення збігається з напрямком вектора результуючої напруженості. В анізотропних діелектриках напрям і можуть не співпадати, отже, напрямок і можуть бути різними.
Поле вектора можна зобразити за допомогою ліній. Лінія - уявна лінія, проведена в поле так, що вектор в кожній її точці спрямований по дотичній до цієї лінії.
Густота ліній пропорційна чисельним значенням у відповідних точках.
Отже, для опису електричного поля вводяться дві величини: напруженість і зміщення. З цих двох характеристик найважливішою є. Введення виправдано тим, що потік не залежить від середовища, від її діелектричних властивостей, тобто число ліній не змінюється при переході через кордон діелектрика, тому теоремою Гаусса для зручніше користуватися, коли електричне поле переходить з вакууму в діелектрик або з одного діелектрика в інший.
д
Якщо межа розділу діелектриків перпендикулярна лініям поля (рис. 36), то = const і по величині і по напрямку, змінюється тільки по модулю.
Граничні умови для складових векторів і в разі, зображеному на рис. 35 записуються наступним чином:
Схожі роботи:
Удосконалення лекційного курсу Електрика і магнетизм на основі застосування комп'ютерних
Дипломна робота >> Інформатика
організації спільної роботи над курсомлекцій предметників та комп'ютерних дизайнерів. електричними явищами. Електростатика. Електричне поле Тему "Електростатика" потрібно почати. лінійним елементом струму. Поясніть, що постоянниетокі завжди замкнені.
Фізика. Магнетизм. Конспект лекцій
Будівельне матеріалознавство. Курс лекцій
вивчення курсу «Будівельне матеріалознавство». Лекції. які. ефективний заряд атома; а - постійна екранування, яка визначається для кожного елемента. допомогою класичних законів електро-статики. Молекули, в. провідниками електричного струму і діелектриками.
відсутні. Справжній курс присвячений сучасним концепціям. магнитостатическое поле породжується постояннимітокамі. існування яких. На відміну від електростатики. несуперечлива теорія магнітних. проведення оглядових лекцій -дискусія після.
Курсова робота >> Педагогіка
термодинаміки і молекулярної фізики, електростатики. оптиці, атомній та ядерній. кількість експериментальних матеріалів. Курс "Відкрита Фізика 2.0". закону, встановленого для постоянноготока. для опису процесів. розроблені у вигляді лекцій. так як ця.