20. Пьезоэлектрики. Применение пьезоэлектриков.

Пьезоэлектрики- вещства с которыми под децствием растяжения или сжатия возникает поляризация(состояние диэлектрика, которое характеризуся наличием электрического дипольного момента).

При возникновении электрического поля на пьезоэлектрик происходит механическая деформация пьезоэлектриков. При воздействии электрического поля противоположного направления , дформация меняет знак( растяжение сменяется сжатием и наоборот).

Прямой пьезоэффект- могут под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности.

Обратный пьезоэффект- могут под влиянием внешнего электрического поля деформироваться.

Деполяризация пьезоэлектрика:

-термическая

-электрическая

-механическая

Применение:-создание высокого напряжения; -создание ультразвука;- датчики давления, миниатюрные трансформаторы.

21.Пироэлектрики. Применение пироэлектриков. Сегнетоэлектрики.

Пироэлектрики-диэлектрикки у котрых даже в отсутствии внешних воздействий существует поляризация(состояние диэлектрика, которое характеризуся наличием электрического дипольного момента)

Обычно спонтанная поляризация пироэлектриков незаметна, так как электрическое поле, создаваемое ею, компенсируется полем свободных электрических зарядов, которые «натекают» на поверхность из его объёма и из окружающего воздуха. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется, что вызывает появление электрического поля, которое можно наблюдать, пока свободные заряды не успеют его скомпенсировать. Это явление называется пироэлектрическим эффектом или пироэлектричеством.

Применение: в технике, в качестве индикаторов и приемников электрических сигналов, инфракрасные камеры, камеры слежения.

Особой группой пироэлектриков являются сегнетоэлектрики. Если нагревать сегнетоэлектрик, то при определённой температуре спонтанная поляризация в нём исчезнет и кристалл переходит в непироэлектрическое состояние (фазовый переход). В области температур, близких к температуре фазового перехода, величина спонтанной поляризации резко меняется с изменением температуры, так что пироэлектрический эффект в этой области особенно велик.

Существует эффект, обратный пироэлектрическому: если пироэлектрик поместить в электрическое поле, то его поляризация изменяется, что сопровождается нагреванием или охлаждением кристалла. Изменение температуры при этом прямо пропорционально напряжённости электрического поля.

22. Электростатика проводников. Заряды, потенциалы и напряженность поля в проводнике в состоянии равновесия.

Все вещества в соответствии с их способностью проводить электрический ток подразделяются на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводниками называют вещества, в которых электрически заряженные частицы - носители заряда - способны свободно перемещаться по всему объему вещества. К проводникам относятся металлы, растворы солей, кислот и щелочей, расплавленные соли, ионизированные газы.

Ограничим рассмотрение твердыми металлическими проводниками, имеющими кристаллическую структуру. Эксперименты показывают, что при очень малой разности потенциалов, приложенной к проводнику, содержащиеся в нем электроны проводимости, приходят в движение и перемещаются по объему металлов практически свободно.

В отсутствие внешнего электростатического поля электрические поля положительных ионов и электронов проводимости взаимно скомпенсированы, так что напряженность внутреннего результирующего поля равна нулю.

При внесении металлического проводника во внешнее электростатическое поле с напряженностью Е₀ на ионы и свободные электроны начинают действовать кулоновские силы, направленные в противоположные стороны. Эти силы вызывают смещение заряженных частиц внутри металла, причем в основном смещаются свободные электроны, а положительные ионы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, практически не меняют своего положения. В результате внутри проводника возникает электрическое поле с напряженностью Е'.

Смещение заряженных частиц внутри проводника прекращается тогда, когда суммарная напряженность поля Е в проводнике, равная сумме напряженностей внешнего и внутреннего полей, станет равной нулю: E=E₀+E’=0

Представим выражение, связывающее напряженность и потенциал электростатического поля, в следующем виде: ,где Е - напряженность результирующего поля внутри проводника; n - внутренняя нормаль к поверхности проводника. Из равенства нулю результирующей напряженности Е следует, что в пределах объема проводника потенциал имеет одно и то же значение:φ=const .

Полученные результаты позволяют сделать три важных вывода:

1. Во всех точках внутри проводника напряженность поля E=0, т. е. весь объем проводника эквипотенциален.

2. При статическом распределении зарядов по проводнику вектор напряженности Е на его поверхности должен быть направлен по нормали к поверхности E=E_n, в противном случае под действием касательной к поверхности проводника компоненты напряженности E_τ заряды должны перемещаться по проводнику.

3. Поверхность проводника также эквипотенциальна, так как для любой точки поверхности