Діелектрики в електричному полі СТ. . 80

1. КЛАСИФІКАЦІЯ МАТЕРІАЛІВ ЗА ЕЛЕКТРИЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ. ПРОВІДНИКИ, ДІАЛЕКТРИКИ, НАПІВПРОВІДНИКИ І НАДПРОВІДНИКИ.

Провідник — матеріал, що проводить тепло або електрику (на противагу діелектрику). Для провідника характерні високі тепло- або електропровідність. Найчастіше провідник є речовиною, яка має багато вільних електронів (метали).

Діеле́ктрики — це матеріали, в яких заряди не можуть пересуватися з однієї частини тіла в іншу (зв'язані заряди). Зв'язаними зарядами є заряди, що входять в склад атомів абомолекул діелектрика, заряди іонів, в кристалах з іонною ґраткою.

Напівпровідни́к — матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика. Відрізняються від провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок, температури і різних видів випромінювання. Основною властивістю цих матеріалів є збільшення електричної провідності з ростом температури.

Надпровідники розрізняються за своєю поведінкою у відносно сильних магнітних полях, у залежності від поверхневої енергії границі розділу надпровідної й нормальної фаз. У надпровідників I роду ця поверхнева енергія додатня, й надпровідність руйнується, якщо поле перевищує певний рівень, який називається критичним магнітним полем. У надповідників II роду поверхнева енергія границі розділу нормальної та надпровідної фаз від'ємна, тож магнітне поле, коли його напруженість перевищує певне значення (воно називається першим критичним полем), починає проникати в надпровідник поступово в певних місцях, навколо яких утворюються вихрові струми (див. Абрикосівський вихор).

2. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ДИПОЛЬ, ДИПОЛЬНИЙ МОМЕНТ, ПОЛЕ ДИПОЛЯ.

Диполь - ідеалізована система, що служить для наближеного опису статичного поля або розповсюдження електромагнітних хвиль далеко від джерела (особливо - від джерела з нульовим сумарно, але просторово розділеним зарядом).

Електричний диполь — це два різнойменних точкових заряди рівних за модулем.

Електри́чним ди́польним моме́нтом або просто дипольним моментом системи зарядів q_i називається сума добутків величин зарядів на їхні радіус-вектори.

.

Природними одиницями вимірювання дипольного заряду в системі СІ є кулон на метр.

Электрическим диполем называется система двух одинаковых по величине, но разноименных точечных зарядов, расстояние между которыми l значительно меньше расстояния до тех точек, в которых определяется поле системы ()

3. ТЕОРЕМА ГАУСА.

Теорема Гауса - один із основних законів електростатики, еквівалентний закону Кулона, твердження про зв'язок між потоком вектора електричної індукції через замкнену поверхню, і сумарним зарядом, в об'ємі, оточеному цією поверхнею. Теорема Гауса справедлива також для змінних полів і є одним із основних законів електродинаміки.

В системі СІ теорема Гауса має вигляд:

,

4. ПОЛЯРНІ І НЕПОЛЯРНІ МОЛЕКУЛИ. ПОЛЯРИЗАЦІЯ РЕЧОВИНИ.

Якщо в молекули під час відсутності зовнішнього електричного поля центри ваги позитивного й негативного зарядів збігаються, тобто дипольний момент молекули , то такі молекули називаються неполярними. До них відносяться молекулиH₂, O₂, N₂.

Молекули, у яких під час відсутності зовнішнього поля центри ваги позитивних і негативних зарядів не збігаються, тобто існує дипольний момент , називаються полярними. До них відносяться H₂O, CO, NH, HCl, SO₄, и др.

5. ВПЛИВ РЕЧОВИНИ ДІАЛЕКТРИКА НА ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ.

ПОЛЯРИЗАЦІЄЮ діелектрика називається процес орієнтації диполів або поява під впливом електричного поля орієнтованих по полю диполів.

ЕЛЕКТРОННА ПОЛЯРИЗАЦІЯ – виникнення дипольного моменту в неполярних молекулах. Електронна поляризація обумовлена зсувом електронної оболонки атома щодо ядра в зовнішньому полі. ІОННА ПОЛЯРИЗАЦІЯ – виникнення дипольного моменту в іонних кристалах, викликане зсувом підрешіток позитивних іонів уздовж поля, а негативних – проти поля.

ОРІЄНТАЦІЙНА (ДИПОЛЬНА) ПОЛЯРИЗАЦІЯ – виникнення дипольного моменту в діелектрику з полярними молекулами внаслідок орієнтації дипольних моментів молекул по напрямкові поля.

6. ОСНОВНА ЗАДАЧА ЕЛЕКТРОСТАТИКИ.

Прямая задача – по известному распределению зарядов найти функциональную зависимость от координат для вектора напряженности и для потенциала.

Обратная задача - по известным функциям для вектора напряженности и потенциала рассчитать распределение зарядов в пространстве.

7. ПЄЗОЕЛЕКТРИКИ, СЕГНЕТОЕЛЕКТРИКИ, ПІРОЕЛЕКТРИКИ.

П'єзоелектри́чні матеріа́ли (п'єзоелектрики) — це речовини що змінюють свої розміри при подачі до них електричного поля, і навпаки при стисненні яких на певних точках їхніх поверхонь виникає електричне поле.

Сегнетоеле́ктрики або фероеле́ктрики — речовина, яка має спонтанний дипольний електричний момент в одній із кристалічних фаз, що існує в певному діапазоні температур.

Піроеле́ктрик — речовина, в якій існує спонтанний електричний дипольний момент.

Це спонтанно поляризовані п’єзоелектрики, ступінь поляризації яких залежить від температури.

8. РОБОТА, ЕНЕРГІЯ, ОБЄМНА ГУСТИНА ЕНЕРГІЇ.

Робо́та - фізична величина, яка визначає енергетичні затрати при переміщенні фізичного тіла, чи його деформації.Робота зазвичай позначається латинською літерою A (від нім. Arbeit), в англомовній літературі - W (від англ. Work), й має розмірність енергії. У системі СІ робота вимірюється в Джоулях, у системі СГС - у ергах.

При малому переміщенні фізичного тіла під дією сили говорять, що над тілом здійснюється робота

,

Ене́ргія (від грец. ενεργός — діяльний) — це скалярна фізична величина, загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії. Енергія не виникає ні з чого і нікуди не зникає, вона може тільки переходити з одного стану в інший (закон збереження енергії).

Об’ємна густина енергії – [ w ]; (density of energy, объемная плотность энергии) – скалярна фiзична величина, що дорiвнює вiдношенню енергії d W, зосередженої в нескiнченно малому об’ємi d V, до цього об’єму:

w = d W /d V.

У разі рiвномiрного розподiлу енергії по об’єму це спiввiдношення спрощується:

w = W/V,

Дата добавления: 2015-05-23