31. Относительная диэлектрическая проницаемость
Результирующее поле в диэлектрике
Напряженность поля Естор вызвана зарядами, не
входящими в диэлектрик.
Внешнее поле Е0 создается двумя бесконечными
пластинами с поверхностной плотностью заряда +σ и – σ.
В проекциях на ось x:
Относительная диэлектрическая проницаемость среды показывает во сколько раз поле в вакууме Е0 больше поля Е в среде.
32. Равновесие зарядов в проводниках. Поле вблизи поверхности заряженного проводника
В проводниках имеются электрически заряженные частицы – носители заряда, которые способны под действием внешнего электрического поля перемещаться по всему объему проводника.
Носителями зарядов в твердых металлических проводниках являются электроны, которые называются электронами проводимости или свободными электронами.
Внешнего электрического поля нет
Электрическое поле электронов проводимости и поле положительных ионов металла взаимно компенсируют друг друга.
П
оле
вблизи поверхности заряженного проводника
Выделим на
поверхности проводника произвольную
площадку dS.
Построим на ней цилиндр высотой dh
с образующей перпендикулярной площадке
dS.
dS
– мала: dS = dS´ =
dS´´.
На поверхности проводника Е
и D
перпендикулярны поверхности. Поток
векторов через боковую поверхность
dФE,D
бок.. поверхность = 0.
dS´´ лежит внутри проводника, где D = 0 dФD dS´´ = 0.Поток вектора через всю поверхность цилиндра равен потоку через dS´: dФD = dФD dS´ =Dn ·dS.
Если электрическое
поле создается заряженным проводником,
то напряженность поля Е
вблизи поверхности проводника прямо
пропорциональна поверхностной плотности
зарядов σ,
находящейся на ней.
Вектор
Е
вблизи поверхности проводника зависит
от кривизны поверхности проводника
C =1 / R. Распределение
зарядов по внешней поверхности
проводника зависит только от её формы. На
внутренней поверхности замкнутых
полых проводников избыточные заряды
отсутствуют и поверхностная плотность
зарядов σ = 0.
d
ФD
= dФD
dS´ =Dn ·dS.
Теорема Гаусса для D:
dФD = dq = σ·dS.
Dn = σ; En = σ ∕ εε0.
33. Электростатическая индукция Электрическое поле в полости проводника
Электростатическая защита
Электростатическая индукция явление перераспределения поверхностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле.
П
ерераспределение
зарядов происходит
до тех пор, пока результирующее поле в
металле Е = Е0 – Е´ не окажется равным
нулю. Нейтральный проводник,
внесенный в электростатическое поле,
разрывает часть линий напряженности,
они заканчиваются на отрицательных
индуцированных зарядах и вновь начинаются на положительных.
И
ндуцированные
(наведенные) на проводнике заряды
исчезают, когда проводник удаляют из
электрического поля.
Электрическое поле в полости проводника
Суммарный положительный заряд равен суммарному
отрицательному заряду. D численно равен поверхностной плотности смещенных (индуцированных) зарядов D = Dn = σ.
Э лектростатическая защита
В
ектор
Е
перпендикулярен поверхности проводника
Внутри полости проводника электрическое поле отсутствует.
Электростатическая защита – экранирование тел (измерительных приборов) от влияния внешних электрических полей.
Если проводник с полостью заземлить, то потенциал во всех точках полости равен нулю, т. е. полость полностью изолирована от внешних электрических полей.
Вместо сплошного проводника часто используют густую металлическую сетку