15.Сегнетоэлектрики. Зависимость поляризованности от напряженности в них.

Сегнетоэлектрики — диэлектрики, облада­ющие в определенном интервале темпера­тур спонтанной (самопроизвольной) поляризованностью, т. е. поляризованностью в отсутствие внешнего электрического по­ля. К сегнетоэлектрикам относятся сегнетова соль и титанат бария ВаТiO₃.

При отсутствии внешнего электриче­ского поля сегнетоэлектрик представляет собой как бы мозаику из доменов — об­ластей с различными направлениями поляризованности. Это схематически показа­но на примере титаната бария,

где стрелки и знаки указывают направление вектора Р. Так как в смеж­ных доменах эти направления различны, то в целом дипольный момент диэлектрика равен нулю.

Сегнетоэлектрические свойства сильно зависят от температуры. Для каждого сегнетоэлектрика имеется определенная тем­пература, выше которой его необычные свойства исчезают и он становится обыч­ным диэлектриком. Эта температура на­зывается точкой Кюри. В сегнетоэлектриках вблизи точки Кюри наблюдается также резкое возрастание теплоемкости вещества и равенство Р=ε₀χЕ не выполняется.

Диэлектрическая проницаемость  сегнетоэлектриков зави­сит от напряженности Е поля в веществе, а для других диэлектриков эти величи­ны являются характеристиками вещест­ва.

В сегнетоэлектриках наблюдается явление диэлектрического гистерезиса.

0-1-приувеличении внешнего поля все большее число доменов ориентируется по нему и в точке 1 все домены сориентированы по внешнему полю.

При уменьшении поля 1-2 поляризованность уменьшается до Р_ост. , т.е. внешнее поле отсутствует, а внутри сегнетоэлектрика оно остается.

2-3- меняем направление внешнего поля на противоположное, в точке 3 домены разориентированы, при этом Е_с-коэрцетивная сила,внутри сегнетоэлектрика поле отсутствует.

3-4- происходит ориентация диполя в противоположное напрвление.

Гистерезис – явление отставания зависимости от предшествующего состояния.

Так как они химически устойчивы и механически про­чные, а также испытывают явление гистерезиса, то применяются в качестве генератора и приемника уль­тразвуковых волн.

16.Проводники в электростатическом поле. Граничные условия на границе «проводник-вакуум».

17.Электроемкость уединенного проводника. Единица электроемкости.

Рассмотрим уединенный проводник, т. е. проводник, который удален от других проводников, тел и зарядов. Его потенци­ал прямо пропорциона­лен заряду проводника.

C=q/ - электроемкость уединенного проводника. Емкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от мате­риала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Единица электроемкости — 1 Ф (фарад).

С = q/ =4₀R – для шара

Пусть С=1Ф, тогда

R=С/(4₀)9•10⁶1400R_з, С_з0,7мФ

1мкФ=10^-6Ф

1нФ=10^-9Ф

1пкФ=10^-12Ф

18.Конденсаторы. Емкость сферического конденсатора.

Конденсаторы – устройства для накопления зарядов.

Конденсатор состоит из двух провод­ников (обкладок), разделенных диэлект­риком. Поэтому в зависимости от формы обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и сферические.

Под емкостью конденсатора по­нимается физическая величина, равная отношению заряда q, накопленного в кон­денсаторе, к разности потенциалов (₁-₂) между его обкладками: C=q/(₁-₂).

Рассчитаем емкость сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических обкладок, разделенных сферическим слоем ди­электрика.

19.Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора.

Конденсаторы – устройства для накопления зарядов.

Конденсатор состоит из двух провод­ников (обкладок), разделенных диэлект­риком. Поэтому в зависимости от формы обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и сферические.

Под емкостью конденсатора по­нимается физическая величина, равная отношению заряда q, накопленного в кон­денсаторе, к разности потенциалов (₁-₂) между его обкладками: C=q/(₁-₂).

Рассчитаем емкость плоского конден­сатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каж­дая, расположенных на расстоянии d друг от друга и имеющих заряды +q и -q.

₁-₂=d/(₀)

где  — диэлектрическая проницаемость.

q=S,

C=q/(₁-₂)=q₀/d

Тогда

C=₀S/d