Діелектрики в електричному полі і їх поляризація

Related posts:

1. Діелектрики в електричному полі: поляризація діелектриків Всі відомі людству речовини здатні проводити електричний струм в різному ступені: якісь краще проводять струм, якісь – гірше, інші – майже не проводять. Відповідно до цієї здатністю, речовини діляться на три основні класи: Діелектрики; Напівпровідники; Провідники. Ідеальний діелектрик не містить в собі зарядів, здатних до переміщення на значні відстані, тобто вільних зарядів в ідеальному діелектрику […]...
2. Діелектрики в електричному полі На відміну від провідників, в діелектриках немає вільних зарядів. Всі заряди є пов’язаними: електрони належать своїм атомам, а іони твердих діелектриків коливаються поблизу вузлів кристалічної решітки. Відповідно, при розміщенні діелектрика в електричне поле не виникає спрямованого руху зарядов7. Тому для діелектриків не проходять наші докази властивостей провідників – адже всі ці міркування спиралися на можливість […]...
3. Неполярні діелектрики Далеко не всі діелектрики є полярними. Діелектрик називається неполярним, якщо його молекули мають симетричний розподіл позитивних і негативних зарядов0 і тому не поводяться як диполі. До неполярних діелектриків відносяться, наприклад, гас, масло, повітря, інертні гази. Тим не менш, поляризація спостерігається і у неполярних діелектриків. Який механізм поляризації в даному випадку? На рис. 3.30 зліва зображена […]...
4. Діелектрики. Поляризація діелектриків Друга велика група речовин, що розрізняються за їх електричним властивостям – діелектрики (ізолятори), речовини, що не проводять електричний струм. До діелектриків відносяться різні види пластмас, стекол, кераміки, кристали солей, суха деревина, багато чисті рідини (дистильована вода, масла, бензини), гази при не дуже сильних зовнішніх полях. Всі заряджені частинки, що утворюють дане непроводящее речовина, пов’язані між […]...
5. Газ в електричному полі Точно також як і будь-який діелектрик, газ реагує на електричне поле. Молекули газу, перебуваючи у вільному русі, зі швидкостями великими ніж у іонів в розчинах і розплавах, можна сказати, що вони більш незалежні, ніж коли були в стані рідини. Наявність електричного поля призводить до дипольної орієнтації молекул газу (окремих диполів). Вони починають повертатися так, щоб […]...
6. Провідники і діелектрики в електростатичному полі – фізика У металах носіями вільних зарядів є електрони. При утворенні кристалічної решітки металу електрони зовнішніх оболонок атомів повністю втрачають зв’язки зі своїми атомами і стають “власністю” всього провідника в цілому. У результаті утворилися позитивно заряджені іони виявляються оточеними негативнозарядженим “газом”, утвореним колективізованими електронами. Важливо Вільні електрони беруть участь в тепловому русі і можуть переміщатися по металу […]...
7. Полярні діелектрики Молекули полярних діелектриків з погляду електричних властивостей є диполями. Диполь – це система двох однакових за модулем і протилежних за знаком зарядів, що знаходяться на деякій стоянні один від одного. Наприклад, в молекулі кухонної солі NaCl самотній зовнішній електрон натрію захоплюється атомом хлору (якому Рис. 3.28. Диполь якраз бракує одного електрона до повного комплекту з […]...
8. Електричне поле в діелектриках і в провідниках Само собою зрозуміло, що електричне поле може існувати не тільки в вакуумі, а й усередині речовини, бо електричні сили можуть діяти і всередині різних тіл. При цьому, однак, треба мати на увазі істотна відмінність між провідниками і діелектриками. У провіднику є електричні заряди, вільно переміщаються під дією електричних сил. У діелектрику ж рух зарядів під […]...
9. Рух заряду в електричному полі Коли носій електричного заряду виявляється в електростатичному полі, на нього неминуче починає діяти кулоновская сила. Це призводить до того, що носій заряду починає переміщатися в просторі, якщо, звичайно, кулонівських сили не компенсовані іншими, що протидіють силами. Розглянемо випадок, коли в електричному полі виявився пробний заряд q абсолютно вільний від дії інших сил. Як тільки цей […]...
10. Чому електричне поле послаблюється всередині діелектрика? Поляризація діелектрика. Щоб зрозуміти, чому поле всередині діелектрика менше, ніж у вакуумі, потрібно врахувати, що всі тіла побудовані з атомів і молекул. Атоми і молекули в свою чергу складаються з позитивних і негативних зарядів (атомних ядер і електронів), так що всякий діелектрик являє собою зібрання великої кількості заряджених частинок. У молекулах ці позитивні і негативні […]...
11. Провідники в електричному полі Провідниками називаються речовини, в яких є значна кількість вільних зарядів, тобто таких зарядів, які можуть без витрати енергії переміщатися по всьому провіднику. Це метали, електроліти та іонізовані гази. У металах вільними зарядами є електрони, які переміщаються між вузлами кристалічної решітки, утвореної іонами металу. Ці вільні електрони утворюють так званий електронний газ. Вони беруть участь в […]...
12. Провідники в електричному полі: конспект У провідниках – в металах і електролітах, є носії заряду. В електролітах це іони, в металах – електрони. Ці електрично заряджені частинки здатні під дією зовнішнього електростатичного поля переміщатися по всьому об’єму провідника. Електрони провідності в металах, що виникають при конденсації пари металу, завдяки усуспільнення валентних електронів, є в металах носіями заряду. Напруженість і потенціал […]...
13. Фізика провідника в електричному полі Якщо полюса батарейки замкнути металевим дротом, по ній піде електричний струм. Замінимо дріт скляною паличкою – ніякого струму не виникне. Метал є провідником, а скло – діелектриком. Провідники відрізняються від діелектриків наявністю вільних зарядів – заряджених частинок, положення яких не пов’язане з якоюсь крапкою всередині речовини. Вільні заряди приходять в рух під дією електричного поля […]...
14. Робота при переміщенні заряду в електричному полі На всякий заряд, що знаходиться в електричному полі, діє сила, і тому при русі заряду в полі відбувається певна робота. Ця робота залежить від напруженості поля в різних точках і від переміщення заряду. Але якщо заряд описує замкнену криву, т. Е. Повертається у вихідне положення, то чинена при цьому робота дорівнює нулю, як би не […]...
15. Електричне поле і його властивості Заряджені тіла взаємодіють один з одним. Це підтверджують численні досліди, а закон Кулона дозволяє визначити силу взаємодії нерухомих електричних зарядів. Однак причини подібної взаємодії, його механізм законом не розкриваються. Трохи більше ніж через півстоліття після відкриття закону Кулона, завдяки роботам Фарадея і Максвелла, було встановлено, що електричний заряд створює в навколишньому просторі електричне поле, яке […]...
16. Наочні картини електростатичних полів Для отримання наочних картин електростатичних полів в дослідах використовують ориентирующее дію електричного поля на дрібні частинки речовини. Наллємо в скляну кювету в’язкий рідкий діелектрик (касторове масло, гліцерин або вазелін) і насиплемо в нього частки, наприклад, манної крупи, тальку або дрібно настріжені волосся. У цю кювету помістимо металеве тіло (електрод), поєднане з полюсом електрофорної машини. При […]...
17. Напруга в електричному ланцюзі Для розгляду напруги електричного кола можна буде визначити таке поняття, як електричний струм. Електрострум характеризується зарядженими частинками, які перебувають в якомусь із провідників в упорядкованому русі. Для його виникнення заздалегідь формується електричне поле, що надає певним чином впливати на заряджені частинки і приводить їх в рух. Виникнення зарядів при цьому буде спостерігатися тільки в тому […]...
18. Діелектрики Діелектриками називають матеріали, що не проводять електричний струм. Гнучкі діелектрики використовують для ізоляції проводів. Крім того, багато діелектрики послаблюють електричне поле. Розглянемо це явище. Оскільки кулонівську силу вимірювати не просто, ми будемо вимірювати напругу на конденсаторі. Найпростіший конденсатор містить пару паралельних металевих пластин з проводами для з’єднання з джерелом поля. Пластини називають обкладками конденсатора. З’єднаємо […]...
19. Струм в металах, струм в електролітах, діелектрики Електричний струм в металах протікає завдяки вільним електронам, які починають свій рух під дією зовнішнього електричного поля. У разі, якщо температура металу підвищується, частинки починають безладно рухатися, що призводить до погіршення проходження електричного струму. В даному випадку з ростом температури опір також збільшується. Варто відзначити, що кухонна сіль, а також очищена від домішок вода, є […]...
20. Електричне поле: визначення Для того, щоб знайти силу, яка діє між двома електричними зарядами, треба знати значення кожного з них і відстань між зарядами. Якщо таких зарядів два, завдання легко вирішується за допомогою закону Кулона. А як бути, коли електричних зарядів багато? Для таких випадків фізики ввели поняття електричного поля. За допомогою електричного поля можна описати, як безліч […]...
21. Фізика електричного поля Тим не менше, теорія близкодействия здобула гору. Фізичним об’єктом, передавальним взаємодія між зарядами навіть крізь порожнечу, виявилося електромагнітне поле. Вирішальними тут опинилися ідеї і праці двох великих учених XIX сторіччя – Фарадея і Максвелла. Експериментальним підтвердженням теорії близкодействия з’явилося відкриття електромагнітних хвиль. Нерухомі заряди не створюють магнітного поля; тому, поки ми вивчаємо електростатики, ми будемо […]...
22. Закон Кулона в діелектрику Відмінність електростатичного взаємодії від гравітаційного полягає не тільки в наявності сил відштовхування. Сила взаємодії зарядів залежить від середовища, в якому заряди перебувають (а сила всесвітнього тяжіння від властивостей середовища не залежить). Діелектриками, або ізоляторами називаються речовини, які не проводять електричний струм. Виявляється, що діелектрик зменшує силу взаємодії зарядів (у порівнянні з вакуумом). Більше того, на […]...
23. Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
24. Що таке електродинаміка Електродинаміка має справу з широким колом явищ, пов’язаних з електромагнітним взаємодією тіл. Основним поняттям електродинаміки служить електромагнітне поле, за допомогою якого здійснюється ця взаємодія. У загальному випадку електромагнітне поле являє собою складну комбінацію електричного і магнітного полів, мінливих в часі і породжують один одного. Електромагнітне поле описується рівняннями Максвелла; розгляд цих рівнянь виходить далеко за […]...
25. Електричне поле яке складається з двох і більше зарядів Для відокремлених окремо взятих зарядів силові лінії електричного поля являють собою радіальні промені виходять із зарядів і йдуть в нескінченність. Яка буде конфігурація силових ліній для двох і більше зарядів? Для виконання такого візерунка необхідно пам’ятати, що ми маємо справу з векторним полем, тобто з векторами напруженості електричного поля. Щоб зобразити малюнок поля, нам необхідно […]...
26. Характеристики діелектриків Діелектрики – це матеріали, що не мають вільних носіїв заряду. Вони слабо проводять струм або зовсім його не проводять. У таких елементах всі структурні одиниці атома міцно пов’язані один з одним, тому ядерні сили утримують свої електрони і іони нерухомими, або дозволяють коливатися поблизу ядра або решітки. Якщо на такі елементи почати діяти електричним полем, […]...
27. Потік вектора напруженості електричного поля Як і для будь-якого векторного поля важливо розглянути властивості потоку електричного поля. Потік електричного поля визначається традиційно. У довільному електростатичному полі потік вектора напруженості через довільну поверхню, визначається таким чином (рис. 158): – Поверхня розбивається на малі майданчики ΔS (які можна вважати плоскими); – Визначається вектор напруженості E⃗ E → на цьому майданчику (який в […]...
28. Поляризація електромагнітних хвиль Як було зазначено вище у розділі 1, основною властивістю електромагнітних хвиль є поперечні коливання векторів напруженості електричного і магнітного полів по відношенню до напрямку поширення хвилі. Один з наслідків цього факту полягає в тому, що в природі існує великий клас електромагнітних хвиль, в яких коливання електричного і магнітного полів відбуваються в суворо визначених напрямках. Така […]...
29. Провідники і діелектрики: визначення Більшість тіл за своїми електричними властивостями можна розділити на провідники і діелектрики. У чому ж між ними відмінність? У тілах, з властивостями провідника, міститься достатня кількість вільних електричних зарядів, які здатні переміщатися під дією електричного поля. Попросту кажучи, ці тіла здатні проводити електричний струм. До провідникам відносяться метали, розчини солей і кислот, тіла людей і […]...
30. Електричний пробій Процес руйнування діелектрика, який настає в ході ударної іонізації електронами внаслідок розриву міжатомних, міжмолекулярних або межіонних зв’язків, називається електричним пробоєм. Тривалість електричного пробою по часу лежить в діапазоні від одиниць наносекунд до десятків мікросекунд. Залежно від обставин виникнення, електричний пробій може бути шкідливим чи корисним. Приклад корисного електричного пробою – розряд на свічці запалювання в […]...
31. Стаціонарне електричне поле Ми весь час говоримо про направленому русі зарядів, але ще не стосувалися питання про те, чому вільні заряди скоюють такий рух. Чому, власне, виникає електричний струм? Для упорядкованого переміщення зарядів усередині провідника необхідна сила, що діє на заряди в певному напрямку. Звідки береться ця сила? З боку електричного поля! Щоб у провіднику протікав постійний струм, […]...
32. Дія електричного поля на електричні заряди Електричне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія електрично заряджених частинок. Введення поняття електричного поля знадобилося для пояснення взаємодії електричних зарядів, тобто для отримання відповіді на питання: чому виникають сили, що діють на заряди, що і як вони передаються від одного заряду до іншого? Поняття електричного і магнітного полів ввів великий […]...
33. Опис електричного поля в діелектриках Опис електричного поля в діелектриках, крім проблем, розглянутих при розрахунку полів у присутності провідників, ускладнюється тим, що всередині діелектриків можуть виникати об’ємні поляризаційні заряди. Тому ми в змозі розглянути тільки найпростіші завдання, пов’язані з описом полів у присутності діелектриків. Насамперед, ми обмежимо розгляд однорідними і ізотропним діелектриками, тобто речовинами, в яких поляризуемость однакова у всіх […]...
34. Лінії магнітної індукції Магнітне поле можна зображувати графічно за допомогою ліній магнітної індукції, подібно до того, як електричне поле зображують за допомогою ліній напруженості. Лінією магнітної індукції називається лінія, дотична до якої в кожній точці поля збігається з вектором магнітної індукції. Так як в кожній точці магнітне поле характеризується певним значенням , то через кожну точку поля можна […]...
35. Поле всередині провідника Перше загальне властивість провідників в електростатичному полі полягає в тому, що напруженість поля усередині провідника всюди дорівнює нулю. Доведемо від противного, як в математиці. Припустимо, що в якійсь області провідника є електричне поле. Тоді під дією цього поля вільні заряди провідника почнуть спрямований рух. Виникне електричний струм – а це суперечить тому, що ми знаходимося […]...
36. Фізична робота пробного заряду в електричному полі Отже, ви перетворилися в пробний електричний заряд q в багато разів менший ніж заряд Q на обкладках конденсатора і почали свою подорож між обкладок конденсатора. При цьому ви будете відчувати дію кулонових сил. Припустимо, що ви є негативно зарядженою часткою подібно електрону, тоді вас буде притягувати в сторону обкладання + Q, і вас буде відштовхувати […]...
37. Провідники і діелектрики Ми бачили в попередніх дослідах, що, торкаючись зарядженим тілом до незарядженим предметів, ми повідомляємо їм електричний заряд. Ми користувалися цим, коли заряджали електроскоп. Таким чином, електричні заряди можуть переходити з одного тіла на інше. Електричні заряди можуть також і переміщатися по тілу. Так, наприклад, коли ми заряджали електроскоп, ми торкалися скляною паличкою верхнього кінця металевого […]...
38. Закон електромагнітної індукції. Вихрове електричне поле У першому типі ЕРС електромагнітної індукції виникає в нерухомому замкнутому провіднику при будь-якій зміні магнітного поля. З іншого боку, відомо, що виникнення електрорушійної сили в будь ланцюга пов’язане зі сторонніми силами, що діють на заряди в цьому ланцюзі. Під сторонніми силами маються на увазі сили неелектростатичного характеру. Яка ж природа цих сил в даному випадку? […]...
39. Електростатичне поле Закон Кулона визначає силу взаємодії між електричними зарядами, але не пояснює, як це взаємодія передається на відстань від одного тіла до іншого. Досліди показують, що ця взаємодія спостерігається і тоді, коли наелектризовані тіла знаходяться у вакуумі. Значить, для електричного взаємодії не потрібна середу. За теорією, розвиненою М. Фарадеєм і Дж. Максвеллом, в просторі, де знаходиться […]...
40. Електричний потенціал З курсу Механіки відомо, що потенційна енергія тіла пов’язана з роботою сили, наприклад, підйом вантажу в гравітаційному полі збільшує його потенційну енергію. Оскільки, в електричному полі на заряди також діють сили, поняття потенційної енергії буде справедливо і для електричних полів, при цьому зміна потенційної енергії електричного поля є рушійною силою електричного струму, і називається напругою. […]...