11.3. Электреты. Пьезоэлектрики.

Вещество, обладающее поляризацией в отсутствие внешнего электрического поля, называется электретом. Поляризация в диэлектриках может происходить под действием механических напряжений, например, при сгибе кристалла или при его сжатии и растяжении.Наблюдаемый при этом электрический эффект называется прямым пьезоэлектрическим эффектом. Этот эффект обнаружен в 1880 г. братьями Пьером и Жаком Кюри. Важнейшим пьезоэлектриком является кварц.

Практические приложения: пьезоэлектрические звукосниматели, микрофоны, кварцевые излучатели ультразвука и пр.

11.4. Сегнетоэлектрические кристаллы.

Сегнетоэлектрики состоят из доменов - областей с различными направлениями поляризации. В отсутствии поля суммарный дипольный момент практически отсутствует.

Под действием электрического поля Е домены ориентируются по полю.

В сегнетоэлектрических кристаллах зависимость поляризации от электрического поля имеет нелинейный вид, называемый петлей Гистерезиса. После выключения электрического поля образец в остается поляризованным. P_с – остаточная поляризация. Чтобы кристалл привести в исходное состояние, необходимо приложить поле противоположного направления Е_с - коэрцитивное поле.

Кривая поляризации сегнетоэлектрика – петля Гистерезиса. Е_с – коэрцетивная сила, P_с – остаточная поляризация сегнетоэлектрика.

Особенностью сегнетоэлектриков является большая величина диэлектрической проницаемости e.

Сегнетоэлектрическое состояние исчезает выше некоторой температуры Т, называемой точкой Кюри.

Сегнетоэлектрические материалы (монокристаллы, керамики, пленки) широко применяются в конденсаторах и пьезоэлектрических преобразователях.

1.

12. Энергия системы зарядов и электрического поля

1.12.1. Электрическая емкость. Конденсаторы

Электроемкость С - способность проводящего тела накапливать электрический заряд. Электроемкость уединенного проводника: С = q /j.

Численно емкость равна заряду, который необходимо сообщить уединенному проводнику, чтобы увеличить его потенциал на единицу

Э лектроёмкость зависит от размеров и формы проводника, диэлектрической проницаемости.

Для шара радиусом R: j = q/4pe₀eR, С = 4pe₀eR.

К онденсатор- важное практическое устройство, он способен накапливать и удерживать электрический заряд, состоит из двух металлических обкладок, разделенных слоем диэлектрика.

Е поля между пластинами:

И ндуцированный заряд в пластине уменьшает напряженность поля Е и разность потенциалов Dj между обкладками и это приводит к увеличению емкости конденсатора С = q/Dj.

Емкость плоского конденсатора

d - расстояние между пластинами; S - площадь пластины; q = sS - полный заряд на обкладке конденсатора.

1Ф=1Кл/1В e₀=1Ф/1М

Плоский конденсатор – две плоские металлические обкладки, разделенные диэлектриком.

Плоский многопластинчатый конденсатор, содержащий n обкладок, соединенных параллельно.

П ри последовательном соединении разности потенциалов складываются: j₁ - j₃ = (j₁ - j₂)+ (j₂ - j₃); ёмкость вычисляется по формуле:

Результирующая емкость меньше емкости включенного последовательно в цепь конденсаторов; пробивное напряжение увеличивается и равно сумме падений напряжений на каждом из конденсаторов.

При параллельном соединении:

• обкладок равны заряд на обкладках равен сумме зарядов q = q₁ + q₂,..