Связь меж вектором напряжённости и потенциалом
Обмен учебными материалами


Связь между вектором напряжённости и потенциалом



Для потенциального поля между консервативной силой и потенциальной энергией существует связь:

Градиент (grad)

- вектор который показывает направление скорейшего возрастания некоторой величины, значение которой меняется от одной точки к другой.

7. Эквипотенциальные поверхности. Потенциалы поля заряженной плоскости, сферы, цилиндра (нити), точечного заряда с выводами.

(смотрите выше вопрос 4)

8. Диэлектрики в статическом поле. Виды диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Электрический диполь. Дипольный момент. Диполь в однородном и не однородном электростатическом поле.

Диэлектрик

– вещество, которое при обычных условиях не проводит электрический ток, в нём как ив любом веществе атомные молекулы нейтрально заряжены.

Виды диэлектриков

. Различают 3 типа диэлектриков:

1) Диэлектрик с

неполярными

молекулами, который имеет нулевой дипольный момент (кислород, углекислый газ, азот).

Диполь

– положительный и отрицательный заряд жёстко связанный (эта связь называется плечём диполя) между собой.

2)

Полярные

молекулы (вода);

3)

Ионные

диэлектрики – вещества находящиеся в твёрдом состоянии (калий хлор, натрий хлор). Ионная кристаллическая решётка с правильным чередованием положительных и отрицательных ионов.

Все диэлектрики при внесении их в электрическое поле характеризуются дипольным моментом отличным от нуля (у всех 3х типов).

Поляризация

– ориентация всех дипольных моментов в диэлектрике.

1) Электронная поляризация с неполярными молекулами за счёт деформации электрических орбит, что и приводит к возникновению дипольного момента.

2) Дипольная полимеризация – ориентация диполей под внешним электрическим молем.

3) Ионная полимеризация – смещение положительных ионов вдоль поля, а отрицательных против поля.

Процесс поляризации происходит тем быстрее чем выше направленность внешнего поля и чем ниже температура диэлектрика.

Диполь в однородном и не однородном электростатическом поле

.

В однородном

стремится развернуться вдоль силовых линий магнитного поля.

В неоднородном

дополнительно притягивается туда, где поле сильнее, силовые линии гуще.

9. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость среды. Зависимость поляризованности от диэлектрической восприимчивости среды.

Поляризованность –

векторная величина равная отношению суммарного дипольного момента всех молекул к объёму вещества.

В случае изотопного (физическое свойство не зависит от направления) диэлектрика, между поляризованного и напряжением внешнего поля для большинства диэлектриков прямая зависимость:

10. Диэлектрическая проницаемость среды (вывод). Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для диэлектриков. Сегнето- и пьезо- электрики.

Диэлектрическая проницаемость среды ε —

безразмерная физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды). Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. (википедия)

Относительная диэлектрическая проницаемость вещества εr может быть определена путем сравнения ёмкости тестового конденсатора с данным диэлектриком (Cx) и ёмкости того же конденсатора в вакууме (Co): (википедия)

Вектор электрического смещения.

При переходе через границы диэлектрика, напряжённость поля претерпевает скачкообразное изменение – для описания поля связанных зарядов вводиться понятие вектора электрического смещения:

Теорема Гаусса для

электростатического поля в

диэлектрике

– Поток вектора электрического смешения диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность, равен алгебраической сумме замкнутой в этой поверхности системы свободных зарядов

Сегнетоэлектрики

- это диэлектрики у которых в отсутствии внешнего электрического поля возникает самопроизвольная ориентация дипольных моментов. К ним относятся: сегнетова соль, титонат бария. Сегнетоэлектрики состоят из двух доменов, области с разыми направлениями поляризованности, т.е. для диэлектриков такого типа вектор электрического смещения является не линейной функцией напряжения поля связанных зарядов:

Свойства сегнетоэлектриков нарушается если вещество нагревается до температуры Кюри (предельной для данного сегнетоэлектрика).

Для сегнетоэлектриков сохраняется поляризация молекул после вынесения из внешнего электрического поля.

Пьезоэлектрики

– диэлектрики в которых при сжатии или растяжении возникает электрическое поле (прямой пьезоэффект). Обратный прьезоэффект – деформация при внесении его в электрическое поле.

11. Проводники в электрическом поле. Электроёмкость. Электроёмкость простейших конденсаторов (вывод).

Проводники в электрическом поле.

Если поместить проводник во внешнее электрическое поле или его зарядить, то на заряды проводника будет действовать электростатическое поле в результате чего заряды в проводнике начнут перемещаться до тех пор, пока не установится равновесие, при котором электростатическое поле в нутрии проводника не станет равным нулю. Если бы поле не было равное нулю, то в проводнике возникало бы упорядоченное движение заряженных частиц без затратов энергии, что противоречит закону сохранения энергии.

Электроёмкость

– отношение заряда проводника к его потенциалу. Электроёмкость зависит от формы и размеров проводника и диэлектрической проницаемости среды.


Последнее изменение этой страницы: 2018-09-12;


weddingpedia.ru 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная