Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків

24.02.2017

Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків

Електричні властивості тіл залежать від їх внутрішньої будови. Ті речовини, в яких при звичайних умовах є достатньо багато «вільних носіїв заряду, називаються провідниками електрики. В діелектриках при звичайних умовах «вільні» заряди відсутні. Діелектрик складається з атомів і молекул. Нехай сума позитивних зарядів ядер молекули + Q. Заряд знаходиться в деякій точці – «центр тяжкості » позитивних зарядів. Аналогічна точка буде і для Q (сумарного заряду електронів).тоді молекулу можна розглядати як диполь. Сукупність рівних за величиною, але протилежних за знаком двох точкових зарядів -q +q, зрушених друг

Якщо диполь знаходиться в однорідному полі, то (рис.11.2) сили, діючі на його заряди, рівні і протилежні. Вони утворюють пару сил з моментом Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
або у векторному вигляді Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
(11.1)

Види поляризації:

1. Електронна під дійств зовн ел поля відбувається зміщення електронів в атомах, молекулярному р отн-про розташ заряж ядра, за рахунок чого молекулярному р придбання діп момент. Цей вид поляризац притаманний усім вещ-вам.

2. Іонна-зміщення розташ і отриц іонів. Спостерігається в кріст вещ-вах. Купується діп момент Pe =βε0 E, β-поляр-ть молекули.

3. Дипольна або орієнтири. Молекули діел облад діп моментом та отсутст зовн ел поля, за рахунок теплового движ, діп моменти орієнт у простр хаотич. Сумарний момент диполя дорівнює нулю. При приміщ полярн діел в ел поля на диполь дії сили стремящ орієнт їх уздовж поля. Для х-ки ступеня поляр-іі діел вводять величи назыв вектором поляризації: для ізотропних діел, крім сегнетоэлектр вектор поляр пропорц: P=χε0 E

χ-діел сприйнятливість вещ-ва.

Поляризація діелектриків. Зв’язані заряди. Вектор поляризації. Діелектрична сприйнятливість та проникність. Зв’язок між ними. Фізичний сенс діелектричної проникності і її залежність від температури.

Поляризацією назыв процес орієнтації диполів або появи під впли зовн ел поля орієнтир по полю диполів. Сумарний момент диполя дорівнює нулю. При приміщ полярн діел в ел поля на диполь дії сили стремящ орієнт їх уздовж поля. Вектор поляризації:

P=χε0 E, де χ(капа)-діел сприйнятливість вещ-ва, безразм величина завжди >0, вона служить х-кою діел-ст. У всіх випадках поляризація діел призводить до ослаблення ел поля, ті напругою поляр-його ел поля завжди більше напругою поля в діел: ε=E0 /E>0. Де ε-відн діел прониц діел-а (показыв ступінь ослаблення діелектриком ел поля). У полі плоск конденсатора помістимо однородн неполяр діел-до, заряди виник на пов-ти діел назыв пов’язаними або поляризац.

ε=1+χ=1+P/ε0 E=1+n0 P 2 e /3ε0 kT

Під дією прикладеного електричного поля центри тяжіння електронів у молекулі діелектрика зміщуються з своїх положень рівноваги на малі відстані близько атомних, так як діелектрик складається з електрично нейтральних молекул. Молекули стають електричними диполями, орієнтованими позитивно зарядженими кінцями в напрямку електричного поля, Тобто У цьому випадку діелектрик виявляється поляризованим, а зміщення зарядів називається поляризацією.

Поляризація залежить від діелектрика і величини Е поля. Виділяється нескінченно малий об’єм діелектрика DV і знаходиться — сума дипольних моментів у ньому. Тоді відношення Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
(11.2)

Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
називається вектором поляризації. Для однорідного не дуже сильного поля Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків

Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
. конкретніше ця залежність P= до e Е (11.3)

Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
— безрозмірний коефіцієнт поляризації, що залежить від будови діелектрика, називається діелектричною сприйнятливістю. Величина Д. п. істотно залежить від типу речовини і від зовнішніх умов

З наведеного вище зрозуміло, що освіта поляризаційних (пов’язаних) зарядів призводить до виникнення додаткового поля, яке зменшує зовнішнє поле. Крім того, поляризаційні заряди пов’язані з вектором поляризації співвідношенням Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
(11.4)

тобто поверхнева щільність поляризаційних зарядів визначається вектором діелектричною проникністю середовища. Вона показує, у скільки разів поле послаблюються діелектриком порівняно з первинним полем. Для всіх діелектриків Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
> 0 Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків
> 1. Для вакууму Р=0,

Короткий опис статті: кращі діелектрики

Джерело: Діелектрики. Будова діелектриків. Електричний диполь. Види поляризації діелектриків

Також ви можете прочитати