Виды поляризации диэлектрика. Поляризованность.

Поляризация бывает: 1) Электронная или деформационная поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заклю­чается в возникновении у атомов индуцированно­го дипольного момента за счет деформации элек­тронных орбит; 2) Ориентационная или дипольная поляризация диэлектрика с полярными молекула­ми, заключается в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю; 3) Ионная поляризация диэлектрика с ионными кристаллическими решетками, заключающаяся в смещении подрешетки положительных ионов вдоль поля, а отрицательных - против поля, приводящем к воз­никновению дипольных моментов. Под действием эл. поля диэлектрик поляризуется, т.е. его суммарный эл. момент становится отлич­ным от 0. Для характеристики поляризации ди­электрика пользуются векторной величиной - поляризованностью, которая определяется как дипольный момент единичного объема P=P_i/_V. Для диэлектриков любого типа вектор поляриза­ции пропорционален напряженности эл. поля Р=₀, где -диэлектрическая восприимчивость вещества (величина безразмерная).

Проводники в электрическом поле.

Проводник – вещество, способное проводить эл. ток, т.е. вещество в котором существуют свободные но­сители зарядов. Свободные заряды могут перемещаться внутри про­водника под действием сколь угод­но малой силы. Равновесие заряда в проводнике возможно только при выполнении следующих условий: 1) на заряд не действуют силы, т.е. эл. поле внутри проводника отсутст­вует (Е=0), 2) Сила, действующая на поверхность проводника, равна 0 (Е_=0), (Е=Е_n). Силовая линия должна быть перпендикулярна по­верхности проводника. Поверхность проводника - это эквипотенциаль­ная поверхность. При помещении проводника в эл. поле свободные за­ряды оказываются под действием эл. сил, которые заставляют дви­гаться положительные заряды вдоль поля, отрицательные - против поля. На правой границе накапливается (+) заряды, на левой (-) заряды, т.е. происходит перераспределение за­рядов. Эти заряды наз. индуциро­ванными. Индуцированные заряды создают поле, направленное против внешнего поля. Это поле препятст­вует перемещению эл. зарядов. При сообщении проводнику какого либо заряда, он распределяется по по­верхности проводника так, чтобы напряженность эл. поля внутри про­водника была =0. Увеличение заря­да приводит к возрастанию напря­женности эл. поля, следовательно, в такое же число раз возрастает по­тенциал проводника.

Электроемкость, конденсаторы

Электроемкость- физическая вели­чина, численно равная отношению заряда, находящегося на проводни­ке к его потенциалу С=q/U. Устрой­ство которое позволяет при не­большом потенциале накапливать эл. заряд - конденсатор, состоящий из двух проводников близко распо­ложенных друг к другу, разделен­ных слоем диэлектрика. Величина эл. емкости конденсатора зависит от формы и размеров обкладок, рас­стояния между ними диэлектриче­ских свойств среды, заполняющей пространство между обкладками. Емкость плоского конденсатора

С=₀S/d, площадь пластины, d–расстояние между обкладками.

Энергии заряженного проводника

Пусть имеется проводник, обладающий зарядом q, имеющий потенциал . Емкость равна С=q/. Увеличивая заряд проводника на величину элементарного заряда dq и переместив этот заряд в бесконечное будет совершена элементарная работа dА=dq. Для того, чтобы зарядить про­водник надо последовательно переносить из бесконечности на данный проводник «порции» заряда dq совершая элементарную работу dА, следовательно, суммарная работа которую нуж­но затратить, чтобы зарядить проводник будет равна сумме элементарных работ. A=₀∫^AdA=₀∫^qdq=₀∫^d(c)=C₀∫^d=С²/2, W=C²/2=q/2=q²/(2c). Т.е. энергия заряженного проводника равна работе.