9.10.2. Діелектрики.

Діелектриком називається речовина, яка при звичайних умовах не проводить електричний струм, тобто в цій речовині на відміну від провідників додатні та від'ємні заряди зв'язані, а вільні носії струму практично відсутні.

Діелектрик називається неполярним, якщо у відсутності зовнішнього електричного поля центри "тяжіння" додатних і від'ємних зарядів у його молекулах співпадають. До них належать неполярні молекули, наприклад, і т.п.

Діелектрик називається полярним, якщо він складається з полярних молекул. Полярними називаються молекули ( ), в яких центри "тяжіння" від'ємних та додатних зарядів у відсутності зовнішнього електричного поля не співпадають і така молекула має не рівний нулю електричний дипольний момент .

З класичної точки зору в електричному полі з напруженістю центри "тяжіння" від'ємних та додатних зарядів неполярних молекул зміщуються один відносно одного і в них виникає (індукується) електричний дипольний момент і, як показують експериментальні дослідження, вектор дипольного моменту пропорційний напруженості електричного поля

. (1)

Коефіцієнт  називається коефіцієнтом поляризованості молекули.

Вектор поляризації діелектрика. Кількісною мірою поляризації діелектрика служить вектор поляризації

, (2)

де електричний дипольний момент і-ої молекули,  об'єм діелектрика. Сума береться по всім молекулам, які знаходяться в об'ємі . Таким чином вектор поляризації чисельно дорівнює дипольному моментові одиниці об'єму діелектрика. У звичайних умовах поляризація полярного діелектрика відсутня, тому що внаслідок хаотичного теплового руху молекул напрямки їх дипольних моментів рівномірно розподілені по всім напрямкам простору і , тобто і вектор поляризації дипольного діелектрика також дорівнює нулю.

Експериментальні дослідження показали, що вектор поляризації як неполярного так і полярного діелектрика при невеликих напруженостях зовнішнього поля можна записати у вигляді

, (3)

де n  концентрація молекул,  нерозмірна величина, що називається діелектричною сприйнятливістю середовища,  середня напруженість поля усередині діелектрика. У зовнішніх електричних полях у полярного діелектрика відбувається переорієнтація диполів молекул із хаотичного визначених тепловим рухом напрямків у напрямкові зовнішнього поля і поляризованість полярного діелектрика можна представити у вигляді

, (4)

де  середнє значення вектора дипольного моменту молекули у малому об'ємі V. Розрахунки показують, що у випадку, коли енергія диполя в електричному полі , то величина середнього дипольного моменту молекули дорівнює