5. Электростатическое поле диполя

Электрический момент диполя p — вектор, совпадающий по направлению с плечом диполя и равный произведению модуля заряда q на плечо l :

1. В точке А согласно принципа суперпозиции

Плечо диполя l — вектор, направленный по оси диполя от отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между ими.

Электрическим диполем (или двойным электрическим полюсом) называется система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов (+q,-q), расстояние l (плечо) между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля (l <<r).

ДИПОЛЬ ВО ВНЕШНЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Во внешнем электрическом поле на концы диполя действует пара сил, которая стремится повернуть диполь таким образом, чтобы электрический момент p диполя развернулся вдоль направления поля E.

Во внешнем неоднородном поле силы, действующие на концы диполя, неодинаковы (F₂> F₁ ) и их результирующая стремится передвинуть диполь в область поля с большей напряженностью — диполь втягивается в область более сильного поля.

6 . Поляризованность. Во внешнем электрическом

поле диэлектрик объемом V поляризуется

и приобретает дипольный момент

Для количественного описания поляризации диэлектрика

используется векторная величина - поляризованность,

которая определяется как дипольный

момент единицы объема диэлектрика.

В случае изотропного диэлектрика поляризованность

(для большинства диэлектриков за исключением сегнетоэлектриков)

линейно зависит от напряженности внешнего поля.

Диэлектрическая проницаемость среды

Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.

поле внутри конденсатора

Связанные заряды

Поле связанных зарядов

Результирующее поле

Полный дипольный момент диэлектрической

пластинки с толщиной d и площадью грани S

В однородных диэлектриках

Т еорема Гаусса для электростатического поля

в диэлектрике: поток вектора смещения

э лектростатического поля в диэлектрике

сквозь произвольную замкнутую поверхность

равен алгебраической сумме заключенных

внутри этой поверхности свободных электрических

зарядов.

Для описания (непрерывного) электрического поля системы зарядов с учетом поляризационных свойств диэлектриков вводится вектор электрического смещения (электрической индукции)

7. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле.

Вещество, внесенное в электрическое поле, может существенно изменить его. Это связано с тем, что вещество состоит из заряженных частиц. В отсутствие внешнего поля частицы распределяются внутри вещества так, что создаваемое ими электрическое поле в среднем по объемам, включающим большое число атомов или молекул, равно нулю. При наличии внешнего поля происходит перераспределение заряженных частиц, и в веществе возникает собственное электрическое поле. Полное электрическое поле складывается в соответствии с принципом суперпозиции из внешнего поля и внутреннего поля создаваемого заряженными частицами вещества.

Вещество многообразно по своим электрическим свойствам. Наиболее широкие классы вещества составляют проводники и диэлектрики.

Температура, выше которой исчезают сегнетоэлектрические

свойства — точка Кюри.

Пьезоэлектрики — кристаллические диэлектрики,

в которых при сжатии или растяжении возникает электрическая поляризация — прямой пьезоэффект.

Обратный пьезоэффект — появление механической деформации

под действием электрического поля.

Электрострикция - деформация твердых, жидких и газообразных диэлектриков в электрическом поле,

обусловленная их поляризацией и пропорциональная квадрату напряженности электрического поля. Сегнетоэлектриками называют кристаллические диэлектрики, у которых в отсутствие внешнего электрического поля Возникает самопроизвольная ориентация дипольных электрических моментов составляющих его частиц.

Первый закон Фарадея

Масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду Q, прошедшему через электролит: если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток с силой тока I. Коэффициент пропорциональности называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества. Второй закон Фарадея Электрохимические эквиваленты различных веществ относятся, как их химические эквиваленты. Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности z. Поэтому электрохимический эквивалент

где — F постоянная Фарадея.

Второй закон Фарадея записывается в следующем виде:

где — M молярная масса данного вещества, образовавшегося (однако не обязательно выделившегося — оно могло и вступить в какую-либо реакцию сразу после образования) в результате электролиза, I — сила тока, пропущенного через вещество или смесь веществ (раствор, расплав), t — время, в течение которого проводился электролиз, — постоянная Фарадея, n — число участвующих в процессе электронов,