Діелектрики в електричному полі

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. 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 […]...
3. 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 […]...
4. 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 […]...
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. 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 […]...
7. 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 […]...
8. 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 […]...
9. Класифікація діелектриків Залежно від різних факторів вони по-різному проявляють свої властивості ізоляції, які визначають їх сферу використання. На наведеній схемі показана структура класифікації діелектриків. У народному господарстві стали популярними діелектрики, що складаються з неорганічних і органічних елементів. Неорганічні матеріали – це сполуки вуглецю з різними елементами. Вуглець має високу здатність до хімічних сполук. Мінеральні діелектрики Такий вид […]...
10. 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 […]...
11. 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 […]...
12. Поділ тіл на провідники та діелектрики Ми говорили, що скло не проводить електрики. Однак це твердження не можна розуміти беззастережно. Ретельне спостереження показує, що через скло, так само як і через всякий інший діелектрик, можуть проходити електричні заряди. Однак при одних і тих же умовах через тіла, іменовані діелектриками, проходить за той же термін незрівнянно менший електричний заряд, ніж через провідники […]...
13. Рідкі діелектрики Нафтові масла Трансформаторне масло заливається в силові види трансформаторів. Воно найбільш популярно в електротехніці. Кабельні масла застосовуються при виготовленні електричних кабелів. Ними просочують паперову ізоляцію кабелів. Це підвищує електричну міцність і відводить тепло. Синтетичні рідкі діелектрики Для просочення конденсаторів необхідний рідкий діелектрик для збільшення ємності. Такими речовинами є рідкі діелектрики на синтетичній основі, які перевершують […]...
14. Електричні кола з конденсаторами В електричному ланцюгу з конденсаторами входять джерела електричної енергії і окремі конденсатори. Конденсатор являє собою систему двох провідників будь-якої форми, розділених шаром діелектрика. Приєднання затискачів конденсатора до джерела електричної енергії з постійною напругою U супроводжується накопиченням на одній з його пластин заряду + Q, а на інший – Q. Величина цих зарядів прямо пропорційна напрузі […]...
15. 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 […]...
16. Електроємність. Одиниці електроємності. Конденсатор Припустіть, за якої умови можна накопичити на провідниках великий електричний заряд. При електризації двох провідників між ними з’являється електричне поле і виникає різниця потенціалів (напруга). Зі збільшенням заряду провідників електричне поле між ними посилюється. У сильному електричному полі можливий так званий пробою діелектрика: між провідниками проскакує іскра, і вони розряджаються. Чим менше збільшується напруга і […]...
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. Конденсатори: електроємність, енергія Конденсатор – система з двох провідників, призначена для зберігання зарядів і енергії електричного поля. Нехай провідники А і Б розділених діелектриком і спочатку не заряджені. Якщо перенести з одного з них на інший деякий заряд q, то ці провідники зарядяться різнойменними, але однаковими за модулем зарядами (рис. 38а). Таким чином, будь-які два провідники можна зробити […]...
19. Основні поняття електростатики Електростатика – це розділ фізики, де вивчаються властивості і взаємодії нерухомих щодо системи відліку електрично заряджених тіл або частинок, які мають електричний заряд. Електричний заряд – це фізична величина, що характеризує властивість тіл або частинок входити в електромагнітні взаємодії і визначальна значення сил і енергій при цих взаємодіях. У Міжнародній системі одиниць одиницею виміру електричного […]...
20. Зв’язок між напруженістю електростатичного поля і різницею потенціалів Кожній точці електричного поля відповідають певні значення потенціалу та напруженості. Знайдемо зв’язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів. Будь-яке електростатичне поле в досить малій області простору можна вважати однорідним. Еквіпотенціальні поверхні. При переміщенні заряду під кутом 90 ° до силових ліній електричне поле не здійснює роботу, так як електростатична сила перпендикулярна переміщенню. Значить, якщо провести […]...
21. Конденсатори. Ємність плоского конденсатора Конденсатори складаються з двох або більше близько розташованих один до одного провідників (обкладок), розділених шаром діелектрика (рис. 1), причому товщина шару діелектрика між провідниками значно менше розмірів самих провідників. При невеликих розмірах конденсатор відрізняється значною ємністю, що не залежить від наявності поблизу нього інших зарядів або провідників. Обкладкам конденсатора повідомляють однакові по модулю, але протилежні […]...
22. 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 […]...
23. 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. […]...
24. Поле конденсатора Повернемося до питання про ослаблення електричного поля діелектриком. Помістимо наш конденсатор в акваріум, зарядимо його і відключимо від генератора. Потім в акваріум наллємо діелектрик – дистильовану воду. Якщо зараз виміряти напругу U1 на обкладинках конденсатора, ми побачимо, що воно зменшилося майже в 90 разів! З (8.5) випливає, що для сухого конденсатора U = E d […]...
25. Діелектрична проникність: визначення Діелектрична проникність – це один з основних параметрів, що характеризують електричні властивості діелектриків. Іншими словами він визначає наскільки хорошим ізолятором є той чи інший матеріал. Значення діелектричної проникності показує залежність електричної індукції в діелектрику від напруженості електричного поля, що впливає на нього. При цьому на її величину впливають не тільки фізичні властивості самого матеріалу або […]...
26. Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
27. Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді. Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з […]...
28. Гравітаційне поле Закон всесвітнього тяжіння заснований на теорії дальнодії, згідно з якою дія одного тіла на інше передається миттєво (тобто з нескінченно великою швидкістю) без участі середовища. Згідно сучасним уявленням всяке взаємодія тіл на відстані здійснюється за допомогою матеріального середовища, званої полем, і передається з кінцевою швидкістю, яка не може бути більше швидкості світла. Гравітаційна взаємодія між […]...
29. Енергія зарядженого конденсатора – формула Конденсатор характеризується здатністю накопичувати певну кількість енергії, яку з часом може повторно використовувати. Для визначення енергії, яку може накопичувати конденсатор, слід скористатися формулою: Wp – енергія електричного поля зарядженого конденсатора q – модуль заряду будь-якого з провідників конденсатора U – різниця потенціалів між провідниками С – електроємність конденсатора Можна зробити висновок, що енергія безпосередньо залежить […]...
30. Сегнетоелектрики Сегнетоелектрики – це одна з різновидів матеріалів, що володіють одночасно і характеристиками діелектриків і в яких може виникати спонтанна поляризація (явище, пов’язане зі зміщенням в матеріалі пов’язаних зарядів) при відсутності зовнішнього електричного поля. Правда, останнє характерно тільки в певному інтервалі температур. В англомовних країнах сегнетоелектрики найчастіше називають ферроелектриками (по аналогії з феромагнетиками). Спонтанна поляризація, як […]...
31. Електричне поле Землі Досвід показує, що електрометрії, з’єднаний з зондом, дає помітне відхилення навіть і в тому випадку, коли поблизу немає спеціально заряджених тел. При цьому відхилення електрометрії тим більше, чим вище точка над поверхнею Землі. Це означає, що між різними точками атмосфери, що знаходяться на різній висоті, є різниця потенціалів, т. Е. Навколоземній поверхні існує електричне поле. […]...
32. 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 […]...
33. Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
34. Електрони в магнітному полі Якщо у вас є вже відпрацював своє старий телевізор, то кожен з нас в змозі провести простий досвід з електронами. Адже в трубці телевізора саме електрони рядками вдаряють по екрану кінескопа, викликаючи світіння. Як поводяться електрони в магнітному полі? Можна провести простий досвід. Візьміть постійний магніт посильніше, піднесіть його полюс до екрану. Зображення на екрані […]...
35. Послідовне з’єднання провідників Електричні ланцюги, з якими доводиться мати справу на практиці, звичайно складаються не з одного приймача електричного струму, а з кількох різних, які можуть бути з’єднані між собою по-різному. Знаючи опір кожного і спосіб їх з’єднання, можна розрахувати загальний опір кола. На малюнку 78, а зображено ланцюг послідовного з’єднання двох електричних ламп, а на малюнку 78, […]...
36. Що таке електрети Електрети – це діелектрики, які зберігають стан поляризації (впорядковане переорієнтування молекул в речовині або матеріалі) навіть при відсутності зовнішнього електричного поля. Електрети ще називають електричними аналогами природних магнітів. Способи виробництва Електрети У більшості випадків електрети – це штучно створені матеріали і речовини. В процесі їх виробництва діелектрик поміщають в область дії досить потужного електричного поля […]...
37. 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 […]...
38. Час встановлення стаціонарного струму У навколишньому світі ніщо не відбувається миттєво – всякому стаціонарного процесу передує процес встановлення, що має кінцеву тривалість. Оцінка характерних часів встановлення стаціонарного режиму необхідна для аналізу застосовності різних спрощують моделей, зокрема стаціонарних. Процеси переходу в стаціонарний режим часто називають перехідними або релаксаційним. У даному розділі ми обговоримо деякі фактори, що впливають і визначають тривалість […]...
39. Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
40. Характеристика електричного струму Обов’язковою умовою існування струму в електричному ланцюзі є замкнутий контур. Якщо контур ланцюга розривається, то струм припиняється. За таким принципом діють всі захисту і вимикачі в електротехніці. Вони розривають електричний ланцюг рухливими механічними контактами, і цим припиняють протягом струму, вимикаючи пристрій. В енергетичній промисловості електричний струм виникає всередині провідників струму, які виконані у вигляді шин, […]...