Діелектрики в електричному полі.

1/ Види діелектриків.

а/ полярні (створюють власне електричне поле);

б/ неполярні (власного електричного поля не мають).

2/ Поляризація діелектрика – реагування на зовнішнє електричне поле.

а/ молекули полярного діелектрика орієнтуються вздовж вектора напруженості зовнішнього поля (орієнтацій на поляризація);

б/ молекули неполярного діелектрика деформуються (поляризуються), в результаті чого виникають диполі, які орієнтуються вздовж вектора зовнішнього поля (деформаційна поляризація).

3/ Діелектрична проникність. В обох випадках на поверхні діелектрика з’являються зв’язані електричні заряди, які створюють всередині діелектрика електричне поле , що направлене протилежно до зовнішнього поля .

Електричне поле всередині діелектрика завжди послаблюється.

;

Робота по переміщенню заряду в однорідному електричному полі.

Робота по переміщенню заряду в електростатичному полі не залежить від форми траєкторії і дорівнює зміні потенціальної енергії заряду, взятому із протилежним знаком.

Якщо заряд був перенесений із точки 1 в точку 2, то

Знак „-”показує, що, якщо поле виконує додатну роботу, то потенціальна енергія зарядженого тіла зменшується. При цьому зростає його кінетична енергія.

Якщо кінетична енергія зменшується, то потенціальна енергія заряду збільшується, тоді поле виконує від’ємну роботу.

Вважається, що заряд – позитивний.

1/ коли A>0, то , , швидкість зростає.

2/ коли A<0, то , робота виконується проти поля, , швидкість зменшується.

Робота електростатичним полем по переміщенню заряду виконується лише тоді, коли заряд рухається вздовж ліній напруженості електростатичного поля.

На замкнутій траєкторії, коли заряд повертається в початкову точку, робота поля дорівнює нулю.

(так саме, як робота проти сил тяжіння , А=0, якщо тіло повертається у початкову точку).

Фізичний зміст має не сама потенціальна енергія, а різниця її значень, яка визначається роботою поля по переміщенню заряду від початкового положення в кінцеве.

Отже:

1/ робота електростатичного поля по переміщенню заряду не залежить від форми траєкторії;

2/ на замкнутій траєкторії робота електростатичного поля дорівнює нулю.

Поля, які мають такі властивості, називаються потенціальними.

Потенціальний характер має електростатичне поле точкового заряду. Вираз справедливий для довільного однорідного електростатичного поля.

, залежить від заряду, а відношення же не залежить від величини заряду, і може бути характеристикою електростатичного поля, називається – потенціал.

Потенціалом електростатичного поля називається відношення потенціальної енергії заряду в полі до величини цього заряду.

Потенціал – величина скалярна, є енергетичною характеристикою електростатичного поля. Потенціал поля точкового заряду визначається формулою: , де - відстань від заряду до точки.

Електростатичне поле має дві характеристики:

- напруженість;

- потенціал.

Практичний зміст має не сам потенціал, а його зміна.

, де

- різниця значень потенціалів в початковій і кінцевій точках траєкторії, тоді ;

Різниця потенціалів (напруга) між двома точками поля дорівнює відношенню роботи поля по переміщенню заряду з початковій точки в кінцеву до величини цього заряду. , вольт.

Різниця потенціалів між двома точкам дорівнює одиниці, якщо при переміщенні заряду в 1 Кл з однієї точки в іншу електричне поле виконує роботу в 1Дж.

Зв’язок між різницею потенціалів та напругою.

, значить ,

де d – відстань між точками 1-2;

Напруженість однорідного поля чисельно дорівнює різниці потенціалів на одиниці довжини напруженості.

- чим менше змінюється потенціал на відстані , тим менше напруженість електростатичного поля. Якщо потенціал не змінюється зовсім, то напруженість поля дорівнює нулю.

Якщо поле переміщує позитивний заряд вздовж лінії напруженості, до робота вважається додатною.

Якщо , то , тому

Напруженість електростатичного поля напрямлена у бік зменшення потенціалу.

Якщо заряд переміщується під кутом 90⁰ до ліній напруженості електростатичного поля, то електростатичне поле не виконує роботи. Це означає, що U=0, .

Еквіпотенціальні поверхні – геометричне місце точок в електричному полі, які мають однаковий потенціал (один із методів наочного зображення електричних полів).