4.Диполь в электрическом поле. Электрический момент диполя.

Электрическим диполем называется одинаковые заряды, находящиеся на малом расстоянии l друг от друга. (l – плечо диполя)

P = ql (p,l – векторы) – дипольный момент по модулю, считается векторной величиной.

Диполь в однородном электрическом поле.

М омент сил F1 и F2 :

Минимальная работа внешних сил при повороте диполя на dά

Диполь в неоднородном электрическом поле. (F1 и F2 не равны)

Если то сила вталкивает диполь, Если то сила вталкивает диполь.

Качественная картина поляризации диэлектрика.

У диэлектрика из неполярных молекул во внешнем электрическом поле молекулы преобретают дипольные моменты пропорционально напряжённости поля. У диэлектрика с полярными молекулами в отсутствие поля их дипольные моменты располагаются хаотично.

Под действием внешнего поля и тот и другой диэлектрик поляризуется, т.е. вектор поляризации не равен 0.

На границе диэлектрика образуются не конпенсированные связные заряды могут перемещаться только на расстояние порядков размеров молекул. Связные заряды учавствуют в создании электрического поля.

Вектор поляризации – дипольный электрический момент в единице объёма.

На границе диэлектрика повышеная плотность зарядов.

5.Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы.

Проводники – это тела, содержащие свободные заряды.

1)В любой точке внутри проводника напряженность эл. поля равна 0.

2)Потенциал во всех точках проводника одинаковый.

3)Поверхность проводника эквипотенциальна. Вблизи поверхности вектор Е направлен по нормали Е = Е_к .

4)Внутри проводника результирующая плотность заряда равна 0. Все не скомпенсированные заряды располагаются на поверхности.

Перераспределение свободных зарядов в проводнике при внесении его в электростатическое поле называется электростатической индукцией.

Маленький участок поверхности проводника

∫Dn dS = q

D S_осн = δ S_осн => δ = D = ƐƐ_oE

Электроемкость.

Уединенный проводник удален от заряженных тел и других проводников.

Q = ∫δ dS – заряд проводника

E = ∫ (kdq n)\r² = ∫ (kδ dS n)\r² = 0, n= r(вектор)\r (Е, n – векторы) – внутри проводника

Равенство нулю сохраняется при увеличении δ на всех участках в одинаковое число раз.

Потенциал проводника

ϕ = ∫ (kδ dS)\r

Потенциал проводника пропорционален заряду.

С = q\ϕ – ёмкость проводника ( 1 Ф – 1 Фарад)

Емкость проводника зависит от го формы, размеров и диэлектрической проницаемости среды, окружающей проводник.

Емкость шара

ϕ= (kq)\(Ɛr)=> c = (q Ɛr)\(kq) = (Ɛr)\k

Конденсатор.

Это два проводника, разделенные слоем диэлектрика или вакуумным промежутком.

Емкость сферического конденсатора

C = q₁ \(ϕ₁ – ϕ₂) = (4¶Ɛ_o ƐR₁ R₂ )\(R₁ – R₂ )

Энергия поля плоского конденсатора.

W = (cU²)\2

7. Диэлектрики в электрическом поле . Поляризация диэлектриков. Вектор поляризуемости и диэлектрическая проницаемость вещества. Вектор электрической индукции (электрического смещения). Теорема гаусса для поля в диэлектриках. Пьезоэлектрический эффект.

Диэлектрик – вещество не содержащее свободных зарядов. Диэлектрики энергитически нейтральны, но влияют на электрическое поле созданное заряженными телами.

Полярные и не полярные молекулы.

У неполярных молекул центры тяжести положительных и отрицательных молекул совпадают.

- радиусы вектора центров тяжести.

У полярных молекул центры тяжести положительных и отрицательных молекул смещены относительно друг друга.

Качественная картина поляризации диэлектрика.

У диэлектрика из неполярных молекул во внешнем электрическом поле молекулы преобретают дипольные моменты пропорционально напряжённости поля. У диэлектрика с полярными молекулами в отсутствие поля их дипольные моменты располагаются хаотично.

Под действием внешнего поля и тот и другой диэлектрик поляризуется, т.е. вектор поляризации не равен 0.

На границе диэлектрика образуются не конпенсированные связные заряды могут перемещаться только на расстояние порядков размеров молекул. Связные заряды учавствуют в создании электрического поля.

Вектор поляризации – дипольный электрический момент в единице объёма.

На границе диэлектрика повышеная плотность зарядов

Связь

– эл. Индукция.

поляризованность - это дипольный момент, который приобретают полярные молекулы, в единице объема диэлектрика.

Диэлектрическая проницаемость вещества – величина ,показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше чем в вакууме.

Электри́ческая инду́кция (электри́ческое смеще́ние) — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации

В СИ:.

Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектриках.

Поток вектора электрической индукции через замкнутую поверхность равен сумме сторонних зарядов охваченных этой поверхностью.

;

=

Поток вектора поляризации через замкнутую поверхность равен по модулю и противоположен по знаку сумме связных зарядов в этой поверхности.

При переходе границ двух диэлектриков:

Внутри жидкого или газообразного диэлектрика вдали от его границ результирующая сила взаимодействия 2-х точечных зарядов в раз меньше чем в вакууме

Напряжённость поля в произвольном диэлектрике также в раз меньше чем в вакууме, если граница диэлектрика совпадает с эквипотенциальными поверхностями.