44.****Напряженность как градиент потенциала. Эквипотенциальные поверхности.

Напряжённость поля равна градиенту потенциала со знаком «-». Знак «-» определяется тем, что вектор напряжённости поля направлен в сторону убывания потенциала.

I,j,k – единичные векторы координат осей x,y,z.

Эквипотенциальные поверхности – это поверхности, во всех точках которых потенциал φ имеет одно и то же значение.

45.Нахождение разности потенциалов по напряженности поля для плоскости и нити.

Для бесконечно заряженной плоскости:

Определяется по формуле: , где – поверхностная плотность заряда. Разность потенциалов между точками, лежащими на расстоянии x₁ и x₂ от плоскости равна:

Для заряженной нити(цилиндра, одно и тоже):

Рассмотрим безграничный цилиндр (нить), равномерно заряженный по длине с линейной плотностью заряда   , где d – длина цилиндра.

Из условия симметрии линии смещения будут радиальными прямыми, перпендикулярными к поверхности цилиндра. В этом случае в качестве поверхности для вычисления потока удобно выбрать цилиндрическую поверхность S показанную на рис. 2.9.

Так как поток через основание выбранного цилиндра равен нулю (cosα=0), а боковая поверхность перпендикулярна к линиям смещения (cosα=1), то полный поток через замкнутую поверхность

.

Применяя теорему Остроградского–Гаусса, имеем . Отсюда получаем, что электрическое смещение поля в точках, отстоящих на расстоянии r от оси цилиндра, .          (2.23) С учетом выражения (2.2) напряженность электрического поля, созданного заряженным цилиндром (нитью), составит .         (2.24)

Так как  ,  то с учетом (2.24)  разность потенциалов между точками, удаленными от оси цилиндра на расстояние r, определится по формуле

(2.25)

.

Выражения (2.24) и (2.25) показывают, что электрическое поле, создаваемое заряженным цилиндром (нитью), имеет цилиндрическую симметрию.

46.**Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Поляризованность Сегнетоэлектрики.

Неполярные диэлектрики: первую группу диэлектриков составляют вещества, молекулы которых имеют симметричное строение, то есть, центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего электрического поля совпадают и их дипольный момент равен нулю.

Полярные диэлектрики: вторую группу диэлектриков составляют вещества, молекулы которых имеют асимметричное строение, то есть, центры тяжести зарядов не совпадают. В отсутствие внешнего эл-го поля они обладают дипольным моментом.

Ионные диэлектрики: третью группу диэлектриков составляют вещества, молекулы которых имеют ионное строение. В ионных кристаллах нельзя выделить отдельную молекулу(потому что они представляют собой правильное чередование ионов разных знаков), а можно рассматривать их как систему двух вдвинутых одна в другую ионных подрешёток.

Поляризацией диэлектриков называется процесс ориентации диполей или появления под воздействием внешнего электрического поля ориентированных по полю диполей.

Для количественного описания поляризации диэлектрика пользуются векторной величиной – поляризованностью, определяемой как дипольный момент единицы объёма диэлектрика.

Сегнетоэлектрики (названы по первому материалу, в котором был открыт сегнетоэлектрический эффект — сегнетова соль) — твёрдые диэлектрики (некоторые ионные кристаллы ипьезоэлектрики), обладающие в определённом интервале температур собственным электрическим дипольным моментом, который может быть переориентирован за счёт приложения внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрические материалы обладают гистерезисом по отношению к электрическому дипольному моменту.

Отличительными чертами сегнетоэлектриков являются также высокие значения диэлектрической проницаемости, наличие пьезоэлектрического и пироэлектрического эффектов, зависимость показателя преломления от величины приложенного электрического поля. Эти свойства определяют область применения сегнетоэлектриков — в конденсаторах, пьезоэлектрических устройствах, электрооптических системах, нелинейной оптике, различных температурных датчиках.