12.Диэлектриктердің поляризациялануы. Поляризацияланғыштық. Байланыстағы зарядтардың көлемдік және беттік тығыздығы.

Диэлектриктерде зарядталған еркінбөлшектер жоқ. Дегенмен электр өрісінің әсерінен диэлектрлік молекулаларының құрамына кіретін оң бөлшектер өріс бағытымен, ал теріс бөлшектер өріске қарсы жылжиды, сөйтіп әрбір молекулалар поляризацияланады(полюстер алады.). Осының салдарынан диэлектрликтің өріспен бағыттас жағы оң, қарама-қарсы жағы теріс зарядталады. Бұл құбылысты диэлектриктің поляризациялануы деп атайды. Поляризацияланғыш диэлектрик сыртқы поляризациялаушы өріске қарсы қосымша электр өрісін тудырады. Сондықтан диэлектриктердегі өріс сыртқы тудырады. Сондықтан диэлектриктердегі өріс сыртқы өрістен кем болады.

Поляризацияланған диэлектриктің тудыратын электр өрісін сан жағынан сипаттау үшін поляризацияланғыштық деген шама өндіріледі. Бұл шама поляризацияланған диэлектриктің бірлік көлемінің электрлік моменттерінің геометриялық қосындысына тең.

Мұндағы– молекуланың электрлік моменті,n- бірлік көлемдегі молекулалар саны. Кейде поляризацияланғышты поляризацияланған диэлектриктің көлемініңэлектрлік моментінің осы көлемге қатынасыныңшегі ретінде де анықтайды.

Сыртқы электр өрісінің әсерінен өзінің алғашқы орнынан аз ғана ығыса алатын бөлшектерді байланыстағы бөлшектер деп аталады. Диэлектриктердің поляризациялануын тудыратын осы өз орындарынан ығысқан байланыстағы зарядтар. Поляризациялану кезінде пайда болатын байланыстағы зарядтардың көлемдік тығыздығы: , ал беттік тығыздығы

13.Электрлік ығысу. Жазық конденсатордың өрісі.

Электрлік ығысу деп өрнегімен анықталуына қатысты айтады.

Диэлектриктердегі электр өрісін сипаттау үшін электрлік ығысу деп аталынатын шаманы енгізуге болады, бұл шама байланыстағы зарядтарға тәуелді емес. Электрлік ығысу векторының тұйық бет бойымен алынған ағыны сол беттің ішінде орналасқан еркін зарядтың ғана алгебралық қосындысына тең.

Егер болса, ығысу=(1+)электрлік ығысудың бірлігіне (Кл/) алынады.

Гаустық системада электрлік ығысуды мына қатынаспен анықтайды:

Изотроптың диэлектрлік орта үшін электрлік ығысу мынағн тең болады:

Шамалары жағынан бірдей тұрақты в беттік тығыздықпен зарядталған екі параллель шексіз жазықтықтың өрісін әрбір жазықтықтың жеке-жеке туғызған өрістерінің супрпоициясы ретінде табуға болады. Жазықтықтардың аасындағы облыста қосылатын өрістердің бірдей екендігін оңай аңғаруға болады, ендеше, қорытқы кернеулік мынаған тең:

Гаусстық системада:

14. Электр өрісінің энергиясы. Зарядталған конденсатордың энергиясы.

Зарядтарданалыс r қашықтықтарда: , D~, яғни;

БеттіңауданыS-қа тура прапорционалболыпөседі. Демекинтеграл ретті болады жәнеS интеграл нольге ұмтылады. СондықтанбарлықкеңістікүшінөрістіңтолықэнергиясыdV

Демек, энергиянытасушылар – электрөрісіжәне энергия барлықэлектрөрісі бар кеңістіктешоғырланған. Энергия электрөрісі бар көлембойыншатаралғандепесептелінеді. Электр өрісіэнергиясыныңтығыздығы:

Зарядталған конденсаторда электр энергия сақталады. Оған көзімізді былай жеткізуге болады. Конденсаторға электр шамын тізбектеп қосып тізбекті тұйықтырсақ шам жанады. Электр өрісінің энергиясы зарядтауға кеткен жұмысқа тең болады. Пластиканың бір астарынан екінші астарына 2q заряд тасымалдансын.(1 сурет). Зарядтың тасымалдануы нәтижесінде конденсатордың кернеуі артады, электр өрііне қарсы жұмыс істелінеді. Толық істелінген жұмыс конденсатордың энергиясына тең болады.

Бұл формуланы С және мәндерін қойып, конденсатордың энергиясын табамыз:

Мұндағы – өріс көлемі электр өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы: