28. Поле в диэлектриках. Вектор поляризованности диэлектрика.Связанные и сторонние заряды.

Диэлектриками называются вещества не способные проводить электрический ток. Идеальных изоляторов в природе не существует. Обычно в отсутствие внешнего электрического поля дипольные моменты молекул диэлектрика либо равны нулю(неполярные молекулы), либо распределены по направлениям в пространстве хаотическим образом(полярные молекулы). Под действием внешнего поля диэлектрик поляризуется, это означает что результирующий дипольный моментдиэлектрика становится отличным от нуля. Если поле или диэлектрик неоднородны, степень поляризации в разных точках диэлектрика будет различна. Чтобы охарактеризовать поляризацию в данной точке, нужно выделить заключающий в себе эту точку физически бесконечно малый объем ∆V, найти сумму ∑∆V p моментов заключенных в этом объеме молекул и взять отношение: P= 1/∆V*∑[∆V]p . Векторная величина P называется поляризованностью диэлектрика.

Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика, называются связанными. Под действием поля связанные заряды могут лишь немного смещаться из своих положений равновесия; покинуть пределы молекулы, в состав которой они входят, связанные заряды не могут. Сторонними зарядами называются заряды, которые хотя и находятся в пределах диэлектрика, но не входят в состав его молекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика.

29.Электрическая индукция.Теорема Гаусса для вектора эл.Индукции.

Электрич.смещением(индукцией) назв. величина,определяемая соотношением

D=ε₀E+P; [D]=[Кл/м₂]

Теорема Гаусса

→ → n

Ф₀=∮DdS=Σq_i

i=1

Поток вектора эл.смещ. сквозь произв.замкнут. поверх.равен алгебр.сумме сторон. заряд., закл.внутр.данной поверхн-ти.

30. Условия на границе двух диэлектриков для векторов электрической индукции и напряженность электрического поля.

Пусть для общности на границе между диэлектриками находится сторонний заряд с поверхностной плотностью σ.

Условия на границе для вектора Е. Пусть поле вблизи границы раздела в диэлектрике 1 равно Е1, а в диэлектрике 2 – Е2. Возьмём прямоугольный контур, ориентировав его как на рисунке 1.

Стороны контура, параллельные границе раздела, должны иметь такую длину, что бы в её пределах поле Е в каждом диэлектрике можно было считать одинаковым, а стороны вертикальные границе раздела были пренебрежимо малы.

31. Проводники во внешнем электрическом поле. Электроемкость. Емкость сферического проводника.

Проводниками называются тела, по объему которых под действием электрического поля могут свободно перемещаться свободные заряды.

Электроемкость проводника – это физическая величина, определяемая отношением заряда q, находящегося на проводнике, к потенциалу проводника . . Единицей электроемкости является 1 Фарад (Ф):.

Фарад (Ф) – это емкость такого проводника, в котором при потенциале в один вольт (В) накапливается заряд в один кулон (Кл). Емкость проводников зависит от формы, размеров и диэлектрических свойств окружающей среды.

Рассмотрим емкость уединенной сферы. Емкость сферы рассматривается относительно бесконечности.

Если известен заряд, находящийся на сфере, то определим потенциал сферы. Для этого используя теорему Гаусса, найдем напряженность поля, а потом, зная связь Е и , определим потенциал сферы.

Электроемкость заряженной сферы равна:

;

окончательно запишем: .

Таким образом получим, что электроемкость сферы определяется радиусом сферы R (С_Земли ). Емкость сферы зависит от диэлектрических свойств среды, где– относительная диэлектрическая проницаемость среды.