15. Потенциальные и емкостный коэффициенты

Потенциальный коэффициент – коэффициент зависящий только от формы и расположения проводников, а также от диэлектрической проницаемости диэлектрика между ними.

Емкостной коэффициент – коэффициент определяющийся величиной, формой и расположением проводников, а также диэлектрической проницаемостью промежуточной среды.

16. Сторонние и связанные заряды. Поляризация и ее типы

Нескомпенсированные заряды, появляющиеся в результате поляризации диэлектрика, называются связанными. Так как их поверхностная плотность ' меньше плотности а свободных зарядов плоскостей, то не все поле Е компенсируется полем зарядов диэлектрика. Вне диэлектрика Е=Е₀. Таким образом, появление связанных зарядов приводит к возникновению дополнительного электрического поля Е', которое направлено против внешнего поля Е₀ (поля, создаваемого свободными зарядами) и ослабляет его.

Поляризацией диэлектрика называется процесс ориентации диполей или появления под воздействием электрического поля ориентированных по полю диполей. Соответственно трем группам диэлектриков различают три вида поляризации: электронная, или деформационная, поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит; ориентационная, или дипольная, поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю; ионная поляризация диэлектриков с ионными кристаллическими решетками, заключающаяся в смещении подрешетки положительных ионов вдоль поля, а отрицательных — против поля, приводящем к возникновению дипольных моментов.

17. Поляризованность.

При помещении диэлектрика во внешнее электростатическое поле он поляризуется, т. е. приобретает отличный от нуля дипольный момент где р_i — дипольный момент одной молекулы. Для количественного описания поляризации диэлектрика пользуются векторной величиной — поляризованностью, определяемой как дипольный момент единицы объема диэлектрика:

Поле E'='/₀ поле, созданное двумя бесконечными заряженными плоскостями, поэтому E=E₀-/₀

Определим поверхностную плотность связанных зарядов '. Полный дипольный момент пластинки диэлектрика p_V=PV=PSd, где S — площадь грани пластинки, d — ее толщина. С другой стороны, полный дипольный момент, равен произведению связанного заряда каждой грани Q' = 'S на расстояние d между ними, т. е. p_V='Sd. Таким образом, PSd='Sd, или '=Р

т. е. поверхностная плотность связанных зарядов ' равна поляризованности Р.

Получим

Е=Е₀-Е, откуда напряженность результирующего поля внутри диэлектрика равна E=E₀/(1+)=E₀/. Безразмерная величина

=1+ называется диэлектрической проницаемостью среды.

18. Теорема Гаусса для поляризованности. Диэлектрическая восприимчивость.

Поток вектора поляризованности среды через произвольную замкнутую поверхность численно равен величине некомпенсированных "связанных" зарядов внутри этой поверхности, взятой с обратным знаком

Интег-

Диферен –

Если диэлектрик изотропный и Е не слишком велико, то

где  — диэлектрическая восприимчивость вещества, характеризующая свойства диэлектрика;  — величина безразмерная; притом всегда >0 и для большинства диэлектриков (твердых и жидких) составляет несколько единиц (хотя, например, для спирта 25, для воды =80).