1. Типы поляризации диэлектриков. Поляризованность, ее связь с поверхностной плотностью связанных зарядов. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Вектор смещения (электрической индукции).
электронный механизм Центры инерции положительных и отрица - тельных зарядов в молекуле диэлектрика при отсутствии внешнего поля совпадают.
ae -электронная поляризуемость молекулы
Безразмерная величина называется диэлектрической восприимчивостью
Ионный механизм
Ионный механизм имеет место в молекулах с ионной связью. Внешнее поле стремится сдвинуть ионы друг относительно друга. Это также приводит к появлению индуцированного полем электрического момента
где - ионная диэлектрическая восприимчивость. Вектор поляризации в таких диэлектриках складывается из электронной и ионной части ориентационный механизм
Ориентационный механизм поляризации наблюдается в диэлектриках с полярными молекулами.
При ориентационном механизме поляризации имеются два конкурирующих фактора: ориентирующее действие электри - ческого поля на диполи, и дезориентирующее действие теплового движения молекул, что приводит к зависимости ùор от температуры. Необходимо учитывать все механизмы поляризации
Во всех механизмах поляризации тогда во всех диэлектриках
Поверхностные и объёмные связанные заряды
В результате поляриза - ции, через произвольную площадку DS внутри диэ- лектрика (в том числе и у поверхности диэлектрика) в направлении поля пере- носится на микроскопи - ческие расстояния связанный заряд .
В тех местах, где линии выходят из диэлектрика на поверхности выступят положительные связанные заряды, там же где линии входят в диэлектрик появятся отрицательные поверхностные заряды.
То есть, при включении электрического поля через произвольную площадку DS внутри диэлектрика (в том числе и у поверхности диэлектрика) в направлении поля переносится на микроскопические расстояния связанный заряд , равный потоку вектора поляризации через эту площадку
На поверхности диэлектрика выступят связанные заряды с поверхностной плотностью равной
Поверхностная плотность связанных зарядов равна нормальной составляющей вектора поляризации. Учитывая, что
По модулю наружу у левой границы вышло больше отрицательного заряда, чем вышло наружу положительного заряда у правой границы
В итоге, внутри объёма ограниченного замкнутой поверхностью S возникнет связанный заряд равный потоку вектора поляризации через эту поверхность, взятого с противоположным знаком
Электростатическое поле в диэлектрике
физической причиной ослабления поля в диэлектрике является поляризация его и появление поля поляризационных связанных зарядов.
Величину назвали относительной диэлектрической проницаемостью среды,
Относительная диэлектрическая проницаемость среды показывает во сколько раз напряженность поля в диэлектрической среде, в результате ее поляризации, меньше чем поле, которое было бы в отсутствии диэлектрической среды.
Вектор электрической индукции (электрического смещения)
Учитывая что
- называют вектором электрической индукции (электрического смещения)
Поток вектора электрической индукции через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме свободных зарядов, охватываемых этой поверхностью.
Это утверждение называют теоремой Гаусса для поля вектора D .
Связь между векторами D и E
теорема Гаусса для вектора E в диэлектрических средах
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.