Активные диэлектрики

У обычных диэлектриков поляризованность исчезает при исчезновении внешнего электрического поля. Наряду с однородными изотропными диэлектриками существуют диэлектрики с особыми свойствами, в которых зависимость поляризованности от напряженности внешнего электрического поля носить нелинейный характер.

Сигментодиэлектрики – зависимость поляризованности от напряжения внешнего электрического поля Е представляет собой петлю гистерезиса. После снятие внешнего электрического поля сохраняется остаточная поляризованность.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ(уч.10кл.390-391)

Диэлектрики см.выше (уч.10кл.стр.386-390)

Относительная диэлектрическая проницаемость.

Формула. Обозначение. Единицы измерения

Напряженность поля в диэлектрике.

Напряженность поля сферы и плоскости при наличии среды

Емкость плоского конденсатора при наличии среды

Разрыв линий напряженности на границе сред с разной диэлектрической проницаемостью

Использование электризации в промышленности (угольный фильтр)

В диэлектрике напряженность суммарного поля связанных зарядов направлена противоположно напряженности внешнего поля.

Вследствие этого поле в диэлектрике ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств диэлектрика.

Ослабление поля в диэлектрике по сравнению с вакуумом характеризует относительная диэлектрическая проницаемость.

Относительная диэлектрическая проницаемость среды – число, показывающее во сколько раз модуль напряженности электростатического поля в однородном диэлектрике меньше, чем напряженность поля в вакууме

e =

Обозначение - e

Данная формула справедлива только для однородной среды или для случаев особой симметрии тела, например пластины в однородном поле.

Для тела произвольной формы зависимость и гораздо сложнее и определяется формой тела и его ориентацией по отношению к .

Следовательно, напряженность поля в диэлектрике:

E =

Кулоновская сила взаимодействия двух точечных зарядов в диэлектрике уменьшается в e раз по сравнению с вакуумом:

F₁₂ =

Силы между заряженными телами в отличие от сил всемирного тяготения зависят от свойств среды, в которой эти тела находятся.

Соответственно, в диэлектрике уменьшается напряженность поля точечного заряда, диполя, заряженной сферы и т.д.

Аналогично уменьшается и разность потенциалов.

Напряженность поля вне равномерно заряженной сферы совпадает с напряженностью поля точечного заряда, равного заряду сферы и помещенного в ее центре.

E =

Напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости постоянна (одинакова на любом расстоянии от плоскости) и зависит лишь от поверхностной плотности заряда.

E =

В случае среды с относительной диэлектрической проницаемостью e, напряженность поля уменьшится в e раз:

для сферы или точечного заряда E =

для плоскости E =

Если между платин конденсатора пометить диэлектрик с относительной диэлектрической проницаемостью e, то емкость конденсатора возрастет в e раз:

C =

Напряженность электрического поля зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды e поэтому при наличии нескольких граничащих диэлектриков на границе разрыва двух сред напряженность поля меняется скачком (линии вектора Е терпят разрыв).

Поляризация диэлектриков в сильном электростатическом поле используется в электрических фильтрах для очистки газа от угольной пыли.

Когда сила тяжести частиц, задержанных фильтром, становится больше их силы притяжения к электродам, пыль оседает на дно фильтра.

ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПЛОСКОГО КОНДЕНСАТОРА(уч.10кл.стр.400-402, 403-406)

Конденсатор (см.выше уч.10кл.стр. 400-402)

Потенциальная энергия пластин конденсатора. Рисунок (стр.403)

Формула потенциальной энергии плоского конденсатора. Обозначение

Определение объемной плотности энергии электростатического поля. Единицы измерения

Формула объемной плотности энергии плоского конденсатора и ее физический смысл

Применение конденсаторов в лампах-вспышках

Как и любая система заряженных тел, конденсатор обладает энергией. Вычислим ее.

Работа, совершаемая при разделении положительных и отрицательных зарядов, сообщаемых пластинам конденсатора, равна энергии, приобретаемой конденсатором.

Дата добавления: 2015-11-14