9. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость среды. Зависимость поляризованности от диэлектрической восприимчивости среды.

Поляризованность – векторная величина равная отношению суммарного дипольного момента всех молекул к объёму вещества.

В случае изотопного (физическое свойство не зависит от направления) диэлектрика, между поляризованного и напряжением внешнего поля для большинства диэлектриков прямая зависимость:

10. Диэлектрическая проницаемость среды (вывод). Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для диэлектриков. Сегнето- и пьезо- электрики.

Диэлектрическая проницаемость среды ε — безразмерная физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды). Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. (википедия)

Относительная диэлектрическая проницаемость вещества εr может быть определена путем сравнения ёмкости тестового конденсатора с данным диэлектриком (Cx) и ёмкости того же конденсатора в вакууме (Co): (википедия)

Вектор электрического смещения. При переходе через границы диэлектрика, напряжённость поля претерпевает скачкообразное изменение – для описания поля связанных зарядов вводиться понятие вектора электрического смещения:

Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике – Поток вектора электрического смешения диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность, равен алгебраической сумме замкнутой в этой поверхности системы свободных зарядов

Сегнетоэлектрики - это диэлектрики у которых в отсутствии внешнего электрического поля возникает самопроизвольная ориентация дипольных моментов. К ним относятся: сегнетова соль, титонат бария. Сегнетоэлектрики состоят из двух доменов, области с разыми направлениями поляризованности, т.е. для диэлектриков такого типа вектор электрического смещения является не линейной функцией напряжения поля связанных зарядов:

Свойства сегнетоэлектриков нарушается если вещество нагревается до температуры Кюри (предельной для данного сегнетоэлектрика).

Для сегнетоэлектриков сохраняется поляризация молекул после вынесения из внешнего электрического поля.

Пьезоэлектрики – диэлектрики в которых при сжатии или растяжении возникает электрическое поле (прямой пьезоэффект). Обратный прьезоэффект – деформация при внесении его в электрическое поле.

11. Проводники в электрическом поле. Электроёмкость. Электроёмкость простейших конденсаторов (вывод).

Проводники в электрическом поле. Если поместить проводник во внешнее электрическое поле или его зарядить, то на заряды проводника будет действовать электростатическое поле в результате чего заряды в проводнике начнут перемещаться до тех пор, пока не установится равновесие, при котором электростатическое поле в нутрии проводника не станет равным нулю. Если бы поле не было равное нулю, то в проводнике возникало бы упорядоченное движение заряженных частиц без затратов энергии, что противоречит закону сохранения энергии.

…

Электроёмкость – отношение заряда проводника к его потенциалу. Электроёмкость зависит от формы и размеров проводника и диэлектрической проницаемости среды.

Электроёмкость простейших конденсаторов.

Конденсаторы – системы из 2х проводников (обмоток) с одинаковыми по модулю и разными по знаку зарядами, разделёнными тонким слоем диэлектрика.

Конденсатор бывает:

По типу диэлектрика: воздушный, бумажный, слюдяной.

По типу пластин: плоский, сферический, цилиндрический.