Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Диэлектрики.






    Диэлектрики могут быть неполярными, полярными и ионными. Неполярные диэлектрики состоят из симметричных молекул, не обладающих собственным дипольным моментов (N2, H2, O2, CO2 и др.). В состав полярных диэлектриков входят асимметричные молекулы, у которых есть собственные дипольные моменты, однако, если электрическое поле отсутствует, их дипольные моменты направлены хаотично и средний дипольный момент равен нулю. Примерами полярных диэлектриков могут служить следующие вещества: H2O, CO, SO2 и др. Можно выделить также класс ионных диэлектриков, которые представляют собой две ионные решетки, вдвинутые одна в другую, например NaCl, KCl, KBr и др.

    Механизм воздействия электрического поля на различного вида диэлектрики разный. В случае полярных диэлектриков на каждую молекулу действует вращательный момент, заставляющий выстраиваться молекулы вдоль электрического поля. В неполярных диэлектриках у каждой молекулы появляется наведенный дипольный момент.

    В ионных диэлектриках в электрическом поле положительные и отрицательные заряды сдвигаются в различные стороны, что приводит к появлению дипольного момента.

    Для количественного описания электрического поля в диэлектриках вводится следующее понятие -

    Поляризованность - дипольный момент единицы объема . Поляризованность пропорциональна напряженности , где χ - электрическая восприимчивость.

    Если мы поместим между двумя пластинами диэлектрик, то в нём дипольные моменты ориентируются вдоль поля таким образом, что напряженность внутри диэлектрика уменьшается. На поверхности диэлектрика появляются индуцированные связанные заряды. Мы можем рассматривать их как диполь . С другой стороны этот дипольный момент равен . Отсюда следует, что .

    Более строгое рассмотрение показывает, что нормальная составляющая поляризованности равна поверхностной плотности связанных зарядов.

    Внутри диэлектрика

    Отсюда . Мы обозначили . Эта величина называется относительной диэлектрической проницаемостью.

    Индукция (смещение) .

    Теорема Гаусса для диэлектриков.

    Qi - свободные заряды.

     

    Конденсатор

    Электрическая емкость . Единица измерения - Фарад.

    Плоский конденсатор – это две пластины площадью S, разделённые диэлектриком толщиной d. Если на одну из пластин поместить заряд q, то на противоположной пластине индуцируется такой же заряд противоположного знака (- q). Ёмкостью называется отношение q/U, где U - разность потенциалов между двумя пластинами.

     

    Вычислим емкость плоского конденсатора. Поверхностная плотность заряда σ = q/S, тогда напряженность электрического поля . Фактор 2 учитывает, что поля от обеих пластин складываются. Теперь мы можем вычислить разность потенциалов между пластинами. Для однородного поля , где d - расстояние между пластинами. . Окончательно получим . Если пространство между пластинами заполнено диэлектриком .






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.