7.Електричне поле диполя (напруженість на вісі диполя і на площині симетрії)

ЕЛЕКТРИЧНИМ ДИПОЛЕМ називається система двох, точкових різнойменних зарядів (+ і -), що перебувають на відстані l.

Вектор, спрямований по осі диполя (прямій, що проходить через обоє заряди) від негативного заряду до позитивного й дорівнює відстані між ними, називається ПЛЕЧЕМ диполя .

Вектор співпадаючий по напрямку із плечем диполя й дорівнює добутку заряду q на плече називається електричним моментом диполя або ДИПОЛЬНИМ МОМЕНТОМ.

За принципом суперпозиції полів напруженість Е поля диполя в довільній точці

- поле, створюване позитивним зарядом, - поле негативного заряду.

Напруженість поля на продовженні осі диполя

т.к.

Напруженість поля на перпендикулярі, відновленому до осі з його середини

Трикутник A'B'C’ подібний трикутника ABC, тому що рівносторонні й три кути рівні, отже,

Картина силових ліній диполя:

8.Діелектрики , електричне поле в діелектрику.Теорема Гауса для поля в діелектрику(Вектор електричного зміщення)

ДІЕЛЕКТРИКИ (ізолятори) речовини, що не проводять електричний струм (скло, повітря, пластмаси й ін.). Немає вільних зарядів як у провідниках, усі заряди зв'язані в молекулах діелектрика. Опір великий, провідність мала.

Типи діелектриків :

Молекула діелектрика, як і молекула будь-якої іншої речовини, електрично нейтральна. Це означає, що сумарний негативний заряд електронів рівний сумарному позитивному заряду ядер.

Якщо в молекули під час відсутності зовнішнього електричного поля центри ваги позитивного й негативного зарядів збігаються, тобто дипольний момент молекули, то такі молекули називаються неполярними. До них відносяться молекулиH2, O2, N2.

Молекули, у яких під час відсутності зовнішнього поля центри ваги позитивних і негативних зарядів не збігаються, тобто існує дипольний момент, називаються полярними. До них відносяться H2O, CO, NH, HCl, SO4, и др.

Іонні кристали (NaCl, KBr, KCl) мають кристалічну будову. У вузлах просторової решітки розташовані із чергуванням іони різних знаків. В іонних кристалах не можна виділити окремі молекули. Їх потрібно розглядати як систему двох підрешіток – позитивної й негативної.

ПОЛЯРИЗАЦІЄЮ діелектрика називається процес орієнтації диполів або поява під впливом електричного поля орієнтованих по полю диполів.

(Виникнення дипольного моменту в діелектрику називається ПОЛЯРИЗАЦІЄЮ)

У результаті поляризації молекула здобуває дипольний момент , величина якого пропорційна полю

де α –поляризуємість молекули (характеризує «реакцію» молекули на електричне поле). α – характеристика атома або іона.

У якості величини, що характеризує ступінь поляризації діелектрика, приймається вектор ПОЛЯРИЗОВАННОСТІ - дипольний момент одиниці об'єму (або густина дипольного моменту)

Де -дипольний момент однієї молекули, - сумарний дипольний момент об'єму V.

Електричний зсув.

Теорема Гауса для електростатичного поля в діелектрику.

Для опису електричного поля, зокрема, у діелектрику, уводять у розгляд вектор електричного зсуву (вектор електростатичної індукції) , рівний

Результуюче поле в діелектрику описується вектором напруженості . залежить від властивостей діелектрика (від ε). Вектором описується електростатичне поле, створюване вільними зарядами. Зв'язані заряди, що виникають у діелектрику, можуть викликати перерозподіл вільних зарядів, що створюють поле. Тому вектор характеризує електростатичне поле, створюване вільними зарядами ( тобто у вакуумі), але при такому їхньому розподілі в просторі, який є при наявності діелектрика.

Силові лінії вектора можуть починатися й закінчуватися як на вільних, так і на зв'язаних зарядах. Силові лінії вектора - можуть починатися й закінчуватися як на вільних, так і на зв'язаних зарядах. Силові лінії вектора проходять не перериваючись.

ПОТІК ВЕКТОРА через довільну замкнену поверхню

ТЕОРЕМА ГАУСА ДЛЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ В ДІЕЛЕКТРИКУ:

Потік вектора зсуву електростатичного поля в діелектрику крізь довільну замкнену поверхню дорівнює алгебраїчній сумі оточених усередині цієї поверхні вільних електричних зарядів: