Электрическое поле в диэлектриках АВТФ весна 2011 г. Лектор А.П. Чернышев.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Диэлектрики Виды диэлектриков и их поляризация. Вектор электрического смещения. Теорема Остроградского-Гаусса для вектора. Условия на границе раздела двух.
Advertisements

Тема 4. ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 4.1. Поляризация диэлектриков 4.2. Различные виды диэлектриков 4.3. Вектор электрического смещения 4.4. Поток.
1.14. Диэлектрики в электрическом поле Типы диэлектриков Диэлектриками (изоляторами) называются вещества не способные проводить электрический ток. Это.
Поляризация диэлектриков Все известные в природе вещества, в соответствии с их способностью проводить электрический ток, делятся на три основных класса:
Аналогичные вычисления для диэлектриков с полярными молекулами дают такой же результат. Из формулы( ) следует, что в тех местах диэлектрика, где.
Подготовил ученик 10 класса Машканцев Юрий ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ.
Электростатика и постоянный ток Степанова Екатерина Николаевна доцент кафедры ОФ ФТИ ТПУ Сегодня: пятница, 11 апреля 2014 г.
Проводники в электрическом поле Весна 2011 АВТФ Лектор: А.П. Чернышев.
Лекция 10 Электрическое поле в среде. Поляризация диэлектриков План лекции. 1. Электрический диполь. Диполь в однородном и неоднородном поле. 2. Диэлектрики.
Диэлектрики Виды диэлектриков и их поляризация Теорема Гаусса для вектора поляризации Вектор электрического смещения Теорема Гаусса для вектора электрического.
Лекция 6. Расчет потенциалов простейших электростатических полей 6.1. Уравнения Лапласа и Пуассона 6.2. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности 6.3.
Магнитное поле в веществе. Диа- и парамагнетики, ферромагнетики. Осень 2011 Лекция 4.
Применим операцию ротор к уравнению (3.19.1) Ранее было получено где - плотность макроскопического тока. Аналогичная формула имеет место и для вектора.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИКАХ Типы диэлектриков и их поляризация Диэлектрики - вещества, в которых практически отсутствуют свободные носители.
Лекция 12 Электростатическое поле. Электрическое поле вокруг бесконечно длинной прямой равномерно заряженной нити линейная плотность заряда (Кл/м).
1. НАМАГНИЧЕННОСТЬ 2. ТОКИ НАМАГНИЧИВАНИЯ 3.ЦИРКУЛЯЦИЯ ВЕКТОРА НАМАГНИЧИВАНИЯ 4. НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 5. МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ СРЕДЫ 6.УСЛОВИЯ.
Ранее отмечалось, что величина вектора напряженности электрического поля равна количеству силовых линий, пронизывающих перпендикулярную к ним единичную.
Теорема Гаусса. ΔΦ = EΔS cos α = E n ΔS Φ - поток вектора напряженности электрического поля.
Теорема Остроградского- Гаусса Силовые линии. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса.
Электродинамика Лекция 10. Работа в электрическом поле. Потенциал При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают.
Транксрипт:

Электрическое поле в диэлектриках АВТФ весна 2011 г. Лектор А.П. Чернышев

Поле внутри диэлектрика Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика, называются связанными. Заряды, которые хотя и находятся в пределах диэлектрика, но не входят в состав его молекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика, называются сторонними.

- поле сторонних зарядов - поле связанных зарядов

Микроскопическое или истинное поле в диэлектрике Микроскопическое поле изменяется со временем:

Макроскопическое поле в диэлектрике После усреднения по физически малому объёму имеем В вакууме

Объемные и поверхностные связанные заряды Объём тонкого цилиндра равен Этот объём имеет дипольный момент

С макроскопической точки зрения рассматриваемый объем эквивалентен диполю, образованному зарядами +σ / ΔS иσ / ΔS, отстоящими друг от друга на расстоянии l: P=σ / ΔS l

Приравняв друг другу два выражения, получим

Объёмные связанные заряды Рассмотрим неоднородный изотропный диэлектрик ΔS – воображаемая малая площадка n – количество зарядов одинакового знака в единице объёма

Отсюда или

Поток вектора поляризованности Возьмём замкнутую поверхность внутри диэлектрика, тогда связанный заряд, прошедший наружу через поверхность S, равен:

Заряд, оставшийся внутри, получим из условия электронейтральности:

Приравняв оба выражения, получим

Вектор электрического смещения D По теореме Гаусса

Подставляя выражение для связанного заряда, получим или

Введем новый вектор: Поскольку После подстановки имеем

Диэлектрическая проницаемость среды Теперь теорему Гаусса для диэлектриков можно записать в виде Здесь ρ – объёмная плотность сторонних зарядов

Закон Кулона в диэлектриках

Граничные условия для индукции, напряженности и потенциала электростатического поля на поверхности раздела диэлектриков. На границе диэлектриков не изменяются: 1.Тангенциальная составляющая E 2.Нормальная составляющая D

Доказательство Для тангенциальной составляющей E:

Доказательство (продолжение) если

Поскольку, то

Доказательство для нормальной составляющей D

или

Закон преломления линий электрического смещения

Сегнетоэлектрики (ферроэлектрики) Это группа веществ, которые могут обладать спонтанной поляризованностью в отсутствие внешнего поля. 1.ε - бывает порядка нескольких тысяч 2.Зависимость P от E не является линейной 3.Наблюдается явление гистерезиса 4.Остаточная поляризованность P r 5.Коэрцитивная сила E c 6.Домены и точка Кюри. Сегнетова соль -15 С и С

Петля гистерезиса

Сегнетова соль Типичный представитель сегнетоэлектриков сегнетова соль, двойная соль винной кислоты KNaC 4 H 4 O 6 ·4Н 2 О

Фазовый переход в точке Кюри. Параэлектрик

-