24. Электростатическое поле при наличии диэлектриков. Полярные диэлектрики. Зависимость их диэлектрической восприимчивости от температуры.

1.Неполярные диэлектрики, атомы и молекулы которых имеют такую конфигурацию электронных облаков, что центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов совпадают. В этом случае атомы и молекулы не имеют собственного дипольного момента.

К неполярным диэлектрикам относятся некоторые газы (напр., Не), жидкости (напр., бензол), сложные вещества (напр., парафин).

2.Полярные диэлектрики, это вещества, атомы и молекулы которых имеют такую конфигурацию электронных облаков, что центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Атом или молекулу можно рассматривать как диполь и характеризовать определенным дипольным моментом. К полярным диэлектрикам относятся вода, спирт. Вне электрического поля молекулы – диполи ориентированы беспорядочно.

Опытным путем установлено, что для однородных изотропных диэлектриков вектор поляризации: , где(хи) - диэлектрическая восприимчивость, не зависящая от напряженности поля величина.

Для большинства диэлектриков эта величина порядка 1, но для воды она равна 80, а для спирта – 30.

Диэлектрическая восприимчивость зависит от: химического состава и примесей, агрегатного состояния и температуры для полярных диэлектриков.

Рассмотрим электронную поляризацию. Как уже обсуждалось, в этом случае индуцированный дипольный момент молекулы равен:

Пусть в некотором объеме V содержится N молекул. Тогда: , т.е. диэлектрическая восприимчивость зависит только от концентрации молекул, поляризуемости молекулы и не зависит от температуры

При дипольной поляризации ориентации диполей препятствует тепловое движение и поляризуемость обратно пропорциональна абсолютной температуре.

При наличии обоих типов поляризации график зависимости восприимчивости от температуры смещен

25. Работа и мощность переменного тока.

Мощность цепи переменного тока

Согласно определению, мощность – это произведение тока на напряжение. Если - мгновенная мощность, то

. (1)

Введём в рассмотрение среднюю мощность за период:

.

,

т. е. средняя мощность равна постоянной составляющей мгновенной скорости (не зависит от времени).

Для цепи переменного тока имеется постоянный поток энергии от источника в нагрузку, который не зависит от времени (первое слагаемое в (1)) и равен средней мощности и колеблющейся части мощности, которая с частотойколеблется между источником и нагрузкой (вторая часть уравнения (1)).

Если в качестве нагрузки использовать идеальную индуктивность или идеальную ёмкость, тогда сдвиг фаз и. То есть, необратимого потока из источника в нагрузку нет, а имеются только колебания между источником и нагрузкой. Такие сопротивления называютсябезватными сопротивлениями.

(2) - характеристика технических устройств, где - активная мощность,- полная мощность.

показывает, какую часть от полной мощности составляет активная мощность.

Из (2) имеем:

,

то есть, чем выше , тем при меньшем значении тока в цепи идёт преобразование электрической энергии в другие виды энергий.

Резонанс токов.

В цепи на рисунке справа ..

При следует, что.

Значит, общий ток будет минимален: .