15.Диэлектрик пен өткізгішке әсер ететін көлемдік күштер.

Электр өрісінде орналасқан диэлектриктің бірлік көлеміне әсер ететін күшті табу үшін де суперпозиция пайдаланамыз. Диэлектриктің dV элементінің электрлік моменті

– поляризацияланғыштық. Енді осы элементті диполь деп қарастырып, формуласын қолдансақ:

(1)

Соңғы өрнектен диэлектрикке әсер ететін күштің көлемдік тығыздығы:

(2)

Поляризацияланғыштық пен өріс кернеулігінің қатынасын (2) формулаға қойсақ және векторлық анализ курсынан белгіліформуласын еске алсақ:

(3)

(2) формуланы алар кезде біз диэлектриктің поляризациялану коэффициенті координатаға тәелді емес деп сеептедік. Бұл жағдай диэлектрик созылған және сығылғанда жеке молекулалардың поляризациялану коэффициентері өзгермейтін диэлектриктер үшін орындалады. Мұндай шарттар көбінше газдар мен сұйықтарда орындалады.

Заряд өткізгіштің бетімен таралды. Оның dS беттік элементінің заряды Осы элемент орналасқан нүктедегі dS элементтен тыс жатқан зарядтардың өріс кернеулігі, олай болса:

. Өткізгіштің бірлік бетіне әсер ететін күш

–өткізгіш бетіне перпендикуляр жүргізілген бірлік вектор.

16. Полярлық емес диэлектриктердің поляризациялану механизмі.

Сутегі атомының сыртөы электр өрісінің әсерінен пайда болатын электр моментінің шамасы: өрнегімен, ал– қатынасын пайдалансақ:

=

Өрнегімен анықталантындығын табамыз. Мұнда шамасы – атомның поляризацияланғыштығы.өрнегінен атомның поляризацияланғыштығы оның көлеміне тура пропорционал екендіггін көреміз. Неғұрлым атом көлемді болған сайын, соұрлым оның поляризациялану мүмкіндігі үлкен болады. Мұнда.-iнші молекуланың электр моменті– әр молекулада жергілікті бірлік өрістің әсерінен пайда болатын поляризацияланғыштық.

-сыртқы электр өрісінің әсерінен полярлы емес диэлектриктер поляризацияланады. Поляризацияланудың бұл түрін электрондық поляризация, не ығысу поляризациясы дейді.

-электрондық поляризация сыртқы электр қрісінің әсерінен полярлық емес молекулалардың оң және теріс зарядтарының ауырлық центрлерінен бірінен-бірі қарағанда ығысулары нәтижесінде пайда болады.

17. Полярлық диэлектриктердің поляризациялану механизмі.

Полярлы молекулалардың сыртқы электр өрісі болмаса да, тұрақты электр моменттері болатындығын білеміз. Алайда жылулық қозғалыстың әсерінен ондай молекулалардың электр моменттері кеңістікте ретсіз бағытталғандықтан, диэлектриктің орташа электр моменті нөлге тең болады.

Сыртқы электр өрісінің әсерінен молекулалардың электр моменттері өріс бағытымен орналасуға ұмтылады. Ал олардың жылулық қозғалысы дипольдардың бір бағытта бағытталып реттелуіне қарай әсер етеді. Қорыта айтқанда молекулалардың электр моменттеріне қарамақарсы бағытталған өзара бәсекелес, екі түрлі сыртқы қоздырғыш: сыртөы электр өрісі және температура өрісі әсер етеді. Температура өскен сайын тұрақты сыртқы электр өрісінің әсерінен пайда болатын диэлектриктің поляризациясы төмендейді және керісінше.

Полярлы диэлектриктің поляризациялану дейңгейінің температураға байланыстылығын анықтау үшін диэлектриктің бағытталу поляризациясын есептейік.

суреті

Есептеуді жеңілдету үшін мынадай шарттар орындалуын талап етейік.

-диэлектриктің әр молекуласына, электр моменті өрнегінен анықталатын дипольдарды сәйкес қою.

-диэлектриктің электр моментін есептегенде әр молекулаға әсер ететін жергілікті электр өрісін сыртқы электр өрісіне тең деп есептейміз.

17. Поляризацияланғыштықтың электр өрісінің кернеулігіне тәуелділігі. Поляризацияның электр өрісіне әсері.

Диэлектрикті электр өрісіне қойған кезде ол поляризацияланады, яғни оның көлемінің кез келген бөлігінде электрлік момент болады. Мысалы: поляризацияланғыштықпен поляризацияланған диэлектрлік көлемнің dV элементінің электрлік моменті:

Осы электрлік моменттің тудыратын электр өрісінің кернеулігі сыртқы өріске кері бағытталған болады, сондыөтан поляризация кезінде диэлектриктен электр өрісі кернеулігі әлсірейді. Поляризация тек молекулалар құрамына кіретін оң және теріс зарядтардың бірінен-біріне қарағанда ығысуын туғызады. Нәтижесінде диэлектриктердің көлемінде және бетінде байланыстағы зарядтар пайда болады. Сонмен поляризациялану процесін бір жағынан поляризацияланғыштың -мен екінші жағынан пайда болған байланыстағы зарядтардың көлемдіктығыздықтарымен сипаттауға болатындықтан, осы шамалардың арасында байланыстар болуға тиіс.

17. Интегралдық және дифференциалдық түрдегі Ом заңы.

Ол мынадай заң ашты: температурасы тұрақты болған кезде металға берілген кернеудің ол арқылы жүретін ток күшіне қатынасы өзгермейді, яғни

(1)

Кейде Ом заңын былай тұжырымдайды: өткізгіш арқылы жүретін ток күші оған берліген кереуге тура пропорционал, яғни:

=1Ом

1. Ом заңының интегралдық түрі: 1А деп аталады.

Егер Ом заңын ток тығыздығы, меншікті электрөткізгіштік

және электр өрісінің кернеулігін Е арқылы жазсақ: теңдігін аламыз.

Соңғы қатынасты Ом заңының дифферциалдық түрі деп атайды. Өйткені оған кіретін физикалық шамалар өткізгіштің бір нүктесіне қатысты анықталған.