Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике. Свободные и связанные заряды. Диэлектрическая проницаемость среды




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

При помещении диэлектрика во внешнее электростатическое поле он поляризуется, т. е. приобретает отличный от нуля дипольный момент , где рi — дипольный момент одной молекулы. Для ко­личественного описания поляризации ди­электрика пользуются векторной величи­ной — поляризованностью,определяемой как дипольный момент единицы объема ди­электрика:

Из опыта следует, что для большого класса диэлектриков (за исключением сегнетоэлектриков) поляризованность Р линейно зависит от напряженно­сти поля Е. Если диэлектрик изотропный и Е не слишком велико, то

где c— диэлектрическая восприимчивость

вещества,характеризующая свойства ди­электрика; c — величина безразмерная; притом всегда c>0 и для большинства диэлектриков (твердых и жидких) состав­ляет несколько единиц (хотя, например, для спирта c»25, для воды c=80).

Для установления количественных за­кономерностей поля в диэлектрике внесем в однородное внешнее электростатическое поле Е0 (создается двумя бесконечными параллельными разноименно заряженны­ми плоскостями) пластинку из однородно­го диэлектрика, расположив ее так, как показано на рис. 135. Под действием поля диэлектрик поляризуется, т. е. происходит смещение зарядов: положительные сме­щаются по полю, отрицательные — против поля. В результате этого на правой грани диэлектрика, обращенного к отрицатель­ной плоскости, будет избыток положитель­ного заряда с поверхностной плотностью +s', на левой — отрицательного заряда с поверхностной плотностью -s'. Эти не­скомпенсированные заряды, появляющие­ся в результате поляризации диэлектрика, называются связанными.Так как их по­верхностная плотность s' меньше плотно­сти а свободных зарядов плоскостей, то не все поле Е компенсируется полем зарядов диэлектрика: часть линий напряжен­ности пройдет сквозь диэлектрик, другая же часть — обрывается на связанных за­рядах. Следовательно, поляризация ди­электрика вызывает уменьшение в нем поля по сравнению с первоначальным внешним полем. Вне диэлектрика Е=Е0. Таким образом, появление связанных зарядов приводит к возникновению допол­нительного электрического поля Е' (поля, создаваемого связанными зарядами), ко­торое направлено против внешнего поля Е0 (поля, создаваемого свободными за­рядами) и ослабляет его. Результирующее поле внутри диэлектрика



E=E0-E'.

Поле E'=s'/e0 (поле, созданное двумя бесконечными заряженными плоскостями; см. формулу (82.2)), поэтому

E=E0-s/e0. (88.3)

Определим поверхностную плотность связанных зарядов s'. По (88.1), полный дипольный момент пластинки диэлектрика pV=PV=PSd, где S — площадь грани пластинки, d — ее толщина. С другой сто­роны, полный дипольный момент, согласно (80.3), равен произведению связанного заряда каждой грани Q' = s'S на расстоя­ние d между ними, т. е. pV=s'Sd. Таким образом,

PSd=s'Sd,

или

s'=Р, (88.4)

т. е. поверхностная плотность связан­ных зарядов s' равна поляризованности Р.

Подставив в (88.3) выражения (88.4) и (88.2), получим

Е=Е0-cЕ,

откуда напряженность результирующего поля внутри диэлектрика равна

E=E0/(1+c)=E0/e. (88.5) Безразмерная величина

e=1+c (88.6) называется диэлектрической проницаемо­стью среды.Сравнивая (88.5) и (88.6), видим, что e показывает, во сколько раз поле ослабляется диэлектриком, характе­ризуя количественно свойство диэлект­рика поляризоваться в электрическом поле.

 




Читайте также:
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (844)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.006 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7