30
1
)Сегнетоэлектрики
– диэлектрики, обладающие в определенном
интервале времени спонтанной
поляризованностью, т.е. поляризованностью
в отсутствие внешнего электрического
поля. (например, сегнетова соль, титанат
бария). При отсутствии внешнего
электрического поля сегнетик представляет
собой мозаику из доменов – областей с
различными направлениями поляризованности,
в целом дипольный момент равен 0. При
внесении сегнетика во внешнее поле
происходит переориентация дипольных
моментов доменов по полю, а возникшее
при этом суммарное эл. п. доменов будет
поддерживать их некоторую ориентацию
и после прекращения действия внешнего
поля. Сегнетоэлектрические свойства
сильно зависят от температуры. Для
каждого сегнетика имеется определенное
температура. Если значения достигаются
выше этой температуры, то необычайные
свойства исчезают и он становится
диэлектриком. Точка Кюри. В сегнетиках
вблизи точки Кюри наблюдается также
рост теплоемкости вещества. Переход
сегнетика в диэлектрик сопровождается
фазовым переходом II рода.
Диэлектрическая проницаемость сегнетиков
зависит от направленности Е поля в
веществе. Кроме того для сегнетиков
не соблюдается формула Р=æε0Е (где
Р – поляризованность, æ – диэлектрическая
восприимчивость); для них связь между
D и Е нелинейная и зависит
от значений Е в предшествующие моменты
времени. В сегнетиках наблюдается
явление диэлектрического истезиса. С
увеличением Е внешнего электрического
поля поляризованность растет, достигая
насыщения (кривая 1). Уменьшение
поляризованности с уменьшением Е
происходит по кривой 2 и при Е=0 сохраняет
остаточную поляризованность, т.е.
сегнетоэлектрик остается поляризованным
в отстутствие внешнего электрического
поля. Чтобы снять остаточную поляризованность
надо приложить поле обратного направления
(-Ес). Её называют коэрцитивной силой.
Если далее изменять Е, то поляризованность
изменяется по кривой 3.
2) Чтобы вызвать вынужденные колебания нужно оказывать на систему внешне периодически изменяющееся воздействие. Можно внести последовательно к элементам контура переменную ЭДС или, разорвав контур, подать на контакты переменное напряжение U=Umcoswt. Тогда закон Ома примет вид IR=-q/C-LdI/dt+ Umcoswt, произведя преобразования(, получим ω02=1/LC, β=R/2L, => q′′+2βq′+ω02q=Umcoswt/L – дифференциальное уравнение вынужденных колебаний. Его решение имеет вид q=qmcos(wt-ψ), где qm=Um/L((wo2-w2)2+4β2w2)1/2, tgψ=2βw/(1/wC-wL)=R/(1/wC-wL). Продифференцировав выражение получим силу тока: I=-w qmsin(wt-ψ)=Imcos(wt-ψ+π/2)=Imcos(wt-a), где a=ψ-π/2 – сдвиг по фазе между током и приложеннымт напряжением, tga=tg(ψ-π/2)=-1/tgψ=(wL-1/wC)/R. φ>0 (ток отстает от напряжения) при wL>1/wC. Разделив на C, получим напряжение наи конденсаторе Uc= qmcos(wt-ψ)/C=Ucmcos(wt-ψ-π/2), Ucm=qm/C+Im/wC. Умножив производную ф-ии I=Im cos(wt-a) на L, получим напряжение на индуктивности UL=LdI/dt=-wLImsin(wt-a)=ULmcos(wt-ψ+π/2), где ULm=wLIm => напряжение на емкости отстает по фазе от силы тока на π/2, а напряжение на индуктивности опережает ток на π/2. Напряжение на сопротивлении изменяется в фазе с током. Резонансная частота для заряда q и напряжения на конденсаторе Uc: wqрез=wUрез= (w02-β2)1/2;=(1/LC- R2/2L2)1/2 ≤wo
3)Дано E=E1+E2+E3+E4, Результирующий вектор направлен вправо, поэтому
a=0,1 м E=E4cosa+E3cosa-E1cosa-E2cosa. a=45o, E4=E3, E1=E2 =>
q=10-8 Кл E=2E3cos45-2E1cos45=2cos45(E3-E1)=
E,D-? =2cos45(2q/4πεor- q/4πεor) => r=a/(2)1/2,
E=2qcos45/4πεoa/(2)1/2=1,8 кВ/м, D=εεoE, ε=1, D=1,6*10-8 Кл/м2
4)Дано При последовательном подключении источника ε1=nεi
N,εi,ri r1=nri, при параллельном подключении ε=εi, a r=ri/N/n =>
n,r-? т.е. r=nrin/N. Т.е. батареи можно заменить одним источником С
ε=ε1=nεi и внутренне сопротивление r= n2ri/N. По закону Ома I=ε/(R+r)= nεi/(R+ n2ri/N)= Nnεi/(RN+ n2ri). чтобы найти максимум ф-ии, надо найти её экстремумы, т.е. приравнять её производную нулю (I)n= (Nεi/(RN+ n2ri)- Nnεi2nri)/(2N+n2ri)=0, => Nεi/(RN+ n2ri)= nεiN2nri => RN+ n2ri= 2n2ri, n2ri=RN => n=(NR/ri)1/2, и при этом n r=NRri/riN=R
5) Дано Eк=NeU, N=Eк/eU, N=3333 об.
Eк=10МэВ
U=30 кВ
e=1,б*10-19 Кл
N-?