Поляризация диэлектриков.
Поведение диэлектрика в целом в электрическом поле можно представить как поведение совокупности диполей. Поляризованность диэлектрика определяется как геометрическая сумма дипольных моментов отдельных молекул, расположенных в единице объема DV: Величиной характеризуют степень поляризации диэлектрика. Если внешнего поля нет, то векторы в полярном диэлектрике ориентированы хаотично за счет теплового движения и . При помещении однородного диэлектрика в поле равен сумме в единице объема: где n – число диполей в единице объема (1/м3); - безразмерная величина, называемая, диэлектрической восприимчивостью. В полученной формуле для не учитывается взаимодействие диполей между собой, т.е. диполи находятся далеко друг от друга, что имеет место, например, в газах. Поляризация диэлектриков связана с перемещением электрических зарядов, а значит, и с накоплением зарядов в некоторых случаях. Если поляризация диэлектрика однородна, т.е. для всех DV диэлектрика, то внутри диэлектрика в одном направлении смещаются положительные заряды, а в противоположном – такое же количество отрицательных зарядов. В итоге внутри однородно поляризованного диэлектрика суммарная величина избыточного заряда qизб будет равна нулю. Если диэлектрик поляризуется неоднородно, то в отдельных объемах будут возникать избыточные заряды, величину которых, как показывают расчеты, можно найти по формуле: где – объемная плотность избыточных зарядов. На границе же диэлектрика всегда возникают избыточные заряды, т.к. при включении поля от одной граничной поверхности уйдут положительные заряды и останется избыток отрицательных,
где l – расстояние от одной грани диэлектрика до другой; n – число зарядов в единице объема; e – заряд электрона: считаем, что заряды, образующие диполи, равны заряду электрона, S – площадь поверхности, к которой смещаются заряды. Произведение , - суммарный заряд, переместившийся в единице объема, произведение - есть суммарный дипольный момент единицы объема. Тогда: Поверхностная плотность связанных избыточных зарядов: Учитывая, что , имеем: Заряды, возникающие в диэлектрике, при его неоднородной поляризации, называют связанными. Эти заряды не могут свободно перемещаться, как электроны в металле, они могут лишь смещаться. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|