Электродинамика 4

Нормальная составляющая поляризованности представляет количество электричества (заряд), смещаемого через

единичную площадку в направлении

нормали к ней.

P cosα = Pn =σсв

Объемные заряды в диэлектриках

Если вектор поляризованности различен в разных точках пространства, то есть поляризация неоднородная, то в диэлектрике могут появиться и

объемные заряды.

При поляризации неоднородного диэлектрика связанные заряды могут возникать не только на поверхностях, но и в объеме диэлектрика

11

образующийся внутри объема dV заряд должен равняться

С другой стороны, этот же заряд равен

-объемная плотность связанных зарядов.

2.5. Электрическая индукция («электрическое смещение»)

индукция электрического поля (по старому диэлектрическая восприимчивость- электрическим смещением)

13

У D нет собственного наименования единицы измерения, очевидно, что она измеряется в тех же единицах, что и поляризованность и поверхностная плотность заряда, то есть Кл/м2.

ОПЫТ 1

два заряженных шарика в вакууме и в изолирующей (диэлектрической)

жидкости ( керосин )

=2,1

Керосин поляризуется, и у поверхности положительного шарика собираются отрицательные заряды молекулярных диполей керосина, а около отрицательного шарика - положительные заряды. Легко видеть, что поле при этом ослабевает, следовательно, уменьшается и сила взаимодействия между

шариками.

14

ОПЫТ 2

Парафиновый шарик б притягивается к

заряженному металлическому шарику а в

воздухе, но отталкивается от него в ацетоне. Это

объясняется тем, что диэлектрическая

проницаемость ацетона e=20,74 больше, чем диэлектрическая проницаемость

парафина e=1,90-2,20. По сути дела парафиновый шарик вместе со слоем окружающего диэлектрика имеет тот же по заряд, что и металлический шар.

15

2.5 Теорема Гаусса для ЭСП в средах

В дифференциальной форме В интегральной форме

Все полученные ранее из теоремы Гаусса в вакууме соотношения сохраняют свою силу. В большинстве случаев достаточно формально

заменить Е на Ee.

Например, напряженность однородно заряженного резинового (e=4,20) шара в керосине (e=2,10)

выглядит следующим образом

16

Так как электрическое поле заряженной поверхности перпендикулярно ей, то касательные составляющие результирующего поля равны друг другу

17

2.7 Преломление линий электрической индукции

19

В однородном изотропном диэлектрике индукция и напряженность сонаправлены, следовательно, линии напряженности преломляются аналогично.

Однако картины линий индукции и линий напряженности будут все же различны.

Линии индукции непрерывны, а линии напряженности частично прерываются на границе раздела. На рис.а и б показано преломление электрического поля на

бесконечной плоскопараллельной диэлектрической пластинке.

Угадайте, где линии индукции, а где напряженности?

20