15)Електричне поле в діелектричному середовищі

Поляризационные (связанные) заряды. Вектор поляризации. Диэлектрические проницаемость и восприимчивость, их температурная зависимость для полярных и неполярных диэлектриков. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса в диэлектриках. Условия для ЭСП на границе раздела диэлектриков.Диэлектрики – электрически нейтральные вещества, состоящие из атомов и молекул, которые можно представить в виде системы электрических зарядов, локализованных на атомах и молекулах. Если в молекуле заменить систему положительных зарядов суммарным зарядом, расположенным в центре тяжести положительных зарядов, а систему отрицательных зарядов суммарным зарядом, расположенным в центре тяжести отрицательных зарядов, то мы можем представить молекулу в виде диполя.В отсутствие внешнего электрического поля все диэлектрики делятся на три группы: неполярные диэлектрики – вещества с симметричным строением, у которых центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Дипольный момент таких диэлектриков равен нулю

полярные диэлектрики – вещества, в которых молекулы имеют асимметричное строение и центры тяжести положительных и отрицательных зарядов находятся на некотором расстоянии друг от друга. Молекулы таких веществ обладают дипольным моментом, но тепловое движение ориентирует дипольные моменты таких молекул в пространстве хаотично и результирующий момент равен нулю

ионные кристаллы – вещества с упорядоченным расположением ионов в пространстве в виде кристаллической решетки. В таких веществах положительные и отрицательные ионы чередуются и результирующий момент равен нулю.

Помещение диэлектрика в электрическое поле вызывает его поляризацию – возникновение отличного от нуля результирующего дипольного момента pV.

где pi – дипольный момент одной молекулы. Для количественной оценки поляризации диэлектрика используют векторную величину – поляризованность Р

16) Поняття електричного струму.

Електри́чний струм (англ. electric current) — упорядкований, напрямлений рух електрично заряджених частинок у просторі. Заряди, які створюють електричний струм, називають носіями струму: у металах це електрони, у напівпровідниках — електрони та дірки, в електролітах — позитивно та негативно заряджені йони, в іонізованих газах — йони й електрони.Упорядкований рух носіїв струму в електропровідному середовищі під дією електричного поля називають струмом провідності. Якщо рух зарядів відбувається разом з тілом, на якому вони знаходяться, то такий струм називають конвекційним. Прикладом конвекційних струмів є струми, які виникають при падінні заряджених краплин води в атмосфері під дією сили тяжіння. Короткочасні електричні струми виникають, також, у діелектриках внаслідок зміщення зв'язаних електричних зарядів під дією зовнішнього електричного поля. Такі струми називають струмами поляризації.За напрямок струму вибирають рух позитивно заряджених частинок. Таким чином, напрямок струму в металевих провідниках є протилежним до напрямку руху електронів.

17)Постійний електричний струм. Характеристики електричного струму

Умови постійного струму:

1. Наявність провідника, в якому є вільні електрони.

2. Джерело живлення (електрорушійна сила, різниця потенціалів на кінцях провідника).

Якщо через задану уявну поверхню в провіднику переноситься сумарний заряд, не рівний нулю, то кажуть, що через цю поверхню тече електричний струм. Він може текти в твердих тілах, рідинах (електролітах) і в газах.Для того, щоб існував струм, потрібно, щоб в даному середовищі були заряджені частинки, які можуть переміщуватися в межах всього тіла. Ці заряди називаються носіями струму. Носіями струму можуть бути електрони, іони, макроскопічні частинки, які мають надлишковий заряд. Струм в тілі виникає за умови, що всередині цього тіла існує електричне поле.Носії заряду приймають участь в молекулярному тепловому русі і рухаються з швидкістю V за відсутності поля. При включенні електричного поля на даний хаотичний рух носіїв заряду накладається впорядкований рух швидкістю U. Таким чином, носії починають рухатися зі швидкістю Так як швидкість теплового руху стає рівною нулю, то залишається лише впорядкований рух. Таким чином, електричний струм можна визначити як впорядкований рух електричних зарядів. Кількісною характеристикою електричного струму є величина заряду, що переноситься через поверхню, яка розглядається на одиницю часу. Ця величина називається силою струму.

Електричний струм може бути обумовлений позитивними і негативними зарядами. Перенесення негативного заряду в одному напрямі еквівалентне перенесенню такого самого позитивного заряду в протилежному напрямі.Силою струму називають скалярну величину, що дорівнює відношенню кількості заряду ∆q , що переноситься за одиницю часу через поперечний переріз провідника:

Постійний струм – це струм, сила і напрям якого не змінюється. Для постійного струму:

Густина струму – векторна фізична величина. ЇЇ модуль дорівнює відношенню сили струму І до площі поперечного перерізу провідника S: