Напряженность поля в диэлектрике. Поляризованность и диэлектрическая восприимчивость диэлектриков

Рассмотрим влияние внешнего электрического поля на диэлектрик. Для этого поместим пластину диэлектрика между двумя заряженными пластинами с поверхностной плотностью зарядаи(рис.30). Под действием электрического поля на гранях пластинки диэлектрика появляются связанные зарядыи, т.е. он поляризуется – приобретает дипольный момент. Вектор напряженности электрического поля внутри диэлектриканаправлен противвнешнего поля.

Дипольный момент диэлектрика складывается из дипольных моментов всех молекул , где– дипольный момент одной молекулы.Поляризованностьдиэлектрика – величина, равная дипольному моменту единицы объема:. Экспериментально обнаружено, что поляризованность зависит от напряженностиЕэлектрического поля:æ, где æ –диэлектрическая восприимчивость.

Результирующая величина , т.к. часть линий напряженности внешнего поляобрывается при взаимодействии со связанными зарядами диэлектрика.

Дипольный момент диэлектрика , гдеd– толщина пластинки диэлектрика,S– площадь пластинки диэлектрика. С другой стороны,, где– связанный заряд на пластине диэлектрика;.

æ– æ,Е=Е₀ /(1+ æ)=, гдеε–диэлектрическая проницаемость среды.Соотношениеæ установлено экспериментально. Диэлектрик ослабляет электрическое поле враз. Таким образом, диэлектрическая проницаемость среды показывает, во сколько раз напряженность внешнего поля уменьшается в диэлектрике, а также количественно характеризует способность диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.

Постоянный электрический ток Электрический ток, сила и плотность тока

Всякое упорядоченное движение электрических зарядов называетсяэлектрическим током. Для его существования необходимо выполнение двух условий:наличие свободных зарядов и разности потенциалов на концах проводника.

Основными характеристиками электрического тока являются: 1) сила тока, для постоянного тока, т.е. величина, численно равная заряду, проходящему за единицу времени через поперечное сечение проводника. Единица измерения 1А (ампер) – 1Кл/с; 2)плотность тока;. Для постоянного тока плотность тока равна заряду, проходящему через единицу поперечного сечения проводника за единицу времени. Единица измерения А/м².

Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение

Для поддержания разности потенциалов Δφна концах проводника, т.е. непрерывного протекания тока по нему, используются устройства, называемые источниками тока. Силы, действующие в них, неэлектрического происхождения, и называютсясторонними силами(химических реакций, механические, магнитные и др.). Силы гальванических элементов, аккумуляторов, динамомашин и т.д., совершают работу по перемещению электрических зарядов в проводниках и характеризуютсяэлектродвижущей силой(э.д.с.):

.

Э.д.с. численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда из одной точки цепи в другую.

В электрических цепях кроме сторонних сил действуют силы электростатического поля – кулоновские силы:

Работа, совершаемая результирующей силой

или

Работа, совершаемая сторонними и кулоновскими силами по перемещению единичного положительного заряда из одной точки цепи в другую, называется напряжениемU. В системе единиц СИ напряжение и э.д.с. измеряется в вольтах (В).