9. Поле внутри проводника и у его поверхности. Свойства замкнутой проводящей оболочки. Электростатическая защита.

К проводникам относятся вещества, содержащие большое количество свободных зарядов.

Идеальные проводники – металлы, т.к. они содержат неограниченное кол-во свободных электронов. Свободные заряды перемещаются под действием внешнего эл. поля и через какое-то время создают обратное поле, компенсирующее внешнее. Поэтому напряженность эл. поля внутри проводника равна нулю и весь объем проводника явл. эквипотенциальной областью. Рассмотрим замкнутую поверхность S, проходящую внутри проводника. Т.к. во всех токах поле равно 0, то поток вектора сквозь эту поверхность нулевой. Т.е. (по теореме Гаусса) заряд, охваченный замкнутой поверхностью, тоже равен 0. Т.е. нескомпенсированные заряды располагаются только на поверхности проводника в оч. тонком слое. Поэтому если удалить вещ-во из внутренней области проводника, то распределение его зарядов не изменится: в полом проводнике, как и в сплошном, заряды располагаются только на внеш. поверхности, а на внутренней поле нулевое.

Поэтому полые проводники применяют для электростатической защиты различных установок от эл. полей.

Электростатическая защита - помещение приборов, чувствительных к электрическому полю, внутрь замкнутой проводящей оболочки для экранирования от внешнего электрического поля, т.к. замкнутая проводящая оболочка разделяет все пространство на внутреннюю и внешнюю части, в электрическом отношении совершенно не зависящие друг от друга.

12.Электрический ток в жидкостях. Законы электролиза Фарадея.

Электролиты – водные растворы неорганич. соединений, проводящих ток за счет высоких концентраций ионов. Эти ионы возникают в процессе электролитической диссоциации в ходе растворения или расплавления электролита.

Прохождение тока в электролите описывается законом Ома: ј=σЕ.

Электрич. ток в электролите возникает при сколь угодно малом приложенном напряжении. Носителями заряда являются положительно и отрицат. зараженные ионы. Проводимость электролита растет при повышении температуры, т.к. уменьшается вязкость и увеличивается степень диссоциации. Ионная проводимость связана с переносом вещества и выделением на электродах веществ, входящих в состав электролитов – электролизом. Явление электролиза описывается законами Фарадея:

1-й закон Фарадея: количество выделившегося на электродах вещества пропорционален электрическому заряду, прошедшему через электролит, т.е m=kq (k-электрохим. эквивалент)

2-й закон Фарадея: электрохим. эквивалент вещ-ва прямо пропорционален его хим. эквиваленту:

k=(1/F)*(M/n).

M/n – отношение молярной массы к валентности, F=9,65*10^-4Кл/моль -число Фарадея, показывающее, какое кол-во тока должно пройти через растовр, чтобы на электроде выделился 1 моль вещ-ва.

15. Электростатическое поле в диэлектрике. Полярные и неполярные диэлектрики.

Диэлектрик—вещество, плохо проводящее или совсем не проводящееэлектрический ток. Так как положитель­ный заряд всех ядер молекулы равен суммарному заряду электронов, то молекула в целом электрически нейтральна. Если заменить положительные заряды ядер молекул суммарным зарядом +Q,находящимся в центре «тяжести» положительных зарядов, а заряд всех электронов — суммарным отрицательным зарядом –Q,находящимся в центре «тяжести» отрицательных зарядов, то молекулу можно рассматривать как электрический диполь с электрич. моментом.

1 гр. диэлектриков (N₂,О₂,СО₂,СН₄...) -вещ-ва, молекулы которых имеют симметричное строение, т. е. центры «тяжести» положитель­ных и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего электрического поля совпадают и, следовательно, дипольный момент молекулы равен нулю. Такие диэлект­рики называются неполярными. Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны (положительные по полю, отрицательные против поля) и молекула приобретает дипольный момент.

2 гр. диэлектриков (H₂O,NН₃,SO₂...) -вещества, молеку­лы которых имеют асимметричное строение, т. е. центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Эти молекулы в отсутствие внешнего электрического поля обладают дипольным моментом. Такие диэлектрики называются полярными.При отсутствии внешнего поля дипольные моменты полярных молекул ориентированы в про­странстве хаотично, их результирующий момент равен нулю. Если такой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы этого поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля и возникает отличный от нуля результирующий момент.

3 гр. диэлектриков (NaCl,КВr...) –вещ-ва, молекулы которых имеют ионное строение. Ионные кристаллы предст. собой простра­нственные решетки с правильным чередованием ионов разных знаков. В этих кри­сталлах нельзя выделить отдельные молекулы. При наложении на ионный кристалл электрич. поля происходит некоторая деформация кристаллической решетки, приводящая к возни­кн-ю дипольных моментов.

При помещении диэлектрика во внеш.электрич. поле он поляризуется - приобретает отличный от нуля диполь.момент где р_i— дипольный момент одной молекулы.

Если внести диэлектрик в поле,его поляризация вызовет уменьш-е в нем поля по сравнению с первонач.внеш­н.полем, т.к. появление связанных зарядов приводит к возникновению допол­нительного электрического поля Е' (создаваемого связаннымизарядами), кото­рое направлено против внешнего поля Е₀(создаваемогосвободнымизарядами) и ослабляет его. Результирующее поле внутри диэлектрикаE=E₀-E` или.