-
Сформулируйте теорему Гаусса в диэлектрике. Как связаны векторы напряжённости, поляризации и индукции в диэлектрике? Что называется диэлектрической восприимчивостью, проницаемостью?
Теорема Гаусса для диэлектриков.
Электрическое поле в диэлектрической среде создается как свободными, так и связанными зарядами. Вектор напряженности характеризует результирующее поле. Согласно принципу суперпозиции, напряженность поля в веществе равна векторной сумме напряженностей полей свободных и связанных зарядов
.
Связь векторов напряжённости, поляризации и индукции в диэлектрике.
;
;
;
.
Диэлектрическая восприимчивость (поляризуемость) – физическая величина, мера способности вещества поляризоваться под действием электрического поля. Коэффициент линейной связи между поляризацией диэлектрика и внешним электрическим полем.
Диэлектрическая проницаемость – физическая величина, характеризующая свойства изолирующей среды и показывающая зависимость электрической индукции от напряжённости электрического поля. Определяется эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля.
-
Какие вещества называются сегнетоэлектриками? Какими свойствами они обладают? Как зависят свойства сегнетоэлектрика от температуры? Что такое температура Кюри? Что такое сегнетоэлектрические домены? Как зависит поляризация сегнетоэлектрика от напряжённости электрического поля в нём?
Сегнетоэлектрик – вещество, которые может обладать самопроизвольной поляризованностью в отсутствие внешнего поля. Сегнетоэлектриками могут быть только кристаллические вещества, у которых отсутствует центр симметрии.
Свойства сегнетоэлектриков:
1. Диэлектрическая проницаемость может быть порядка нескольких тысяч.
2. Зависимость вектора поляризации от напряжённости не является линейной. Следовательно, диэлектрическая проницаемость оказывается зависящей от напряженности поля.
3.
При изменениях поля значения P
(а, следовательно, и D)
отстают от напряженности поля, в
результате чего Р и D определяются не
только величиной Е в данный момент, но
и предшествующими значениями E,
т. е. зависят от предыстории диэлектрика.
Это явление называется гистерезисом.
Зависимость поляризация от напряжённости электрического поля в сегнетоэлектрике.
При повышении температуры спонтанная поляризованность сегнетоэлектриков убывает.
Температура Кюри (Точка Кюри) – температура фазового перехода 2 рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (магнитной – в ферромагнетиках, электрической – в сегнетоэлектриках, кристаллохимической – в упорядоченных сплавах). При ней вещество утрачивает необычные свойства и становится нормальным диэлектриком.
Домены – области спонтанной поляризации, возникающие в кристалле, в пределах каждой из которых дипольные моменты параллельны друг другу, однако направления поляризации разных областей бывают различны, так что результирующий момент всего кристалла может быть равен нулю. Под действием внешнего поля моменты доменов поворачиваются как целое, устанавливаясь по направлению поля.
-
Что называют электрическим током? Дайте определение силы и плотности тока. Закон Ома. Сформулируйте закон Ома в дифференциальной форме. Получите из него закон Ома в интегральной форме. Получите из закона Ома закон Джоуля - Ленца.
Электрический ток – суммарный заряд, отличный от нуля, переносимый через некоторую воображаемую поверхность.
Сила тока – количественной характеристикой электрического тока. Величина заряда, переносимого через рассматриваемую поверхность в единицу времени. По существу, это поток заряда через поверхность.
.
Плотность тока – величина, равная количеству элементарных зарядов, проходящих через сечение в единицу времени.
.
Закон Ома – сила тока, текущего по однородному (при отсутствии сторонних сил) металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения на проводнике
.
Закон Ома в дифференциальной форме.
.
Закон Ома в интегральной форме.
;
;
;
;
.
Закон Джоуля – Ленца – мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании постоянного электрического тока, равна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля.
.