23. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Энергия электрического поля.

В идеальном диэлектрике нет свободных зарядов, которые под действием электрического поля могли бы перемещаться по всему объему. Заряды, входящие в состав молекул называются связанными. Разл. 2 типа диэлектриков: с полярными молекулами и неполярными. Полярные молекулы-молекулы, у кот. центры тяжести + и – зарядов не совпадают. Такая молекула м. рассм. как диполь. Неполярные – у кот. центры тяжести + и – зарядов совпадают. Во внешнем поле не полярные мол-лы становятся полярными, т.к поле растаскивает заряды: + смещ-ся по полю, - против поля. Во внеш. эл. поле происходит определённая ориентация мол-л. Причём она может быть полной или частичной. Процесс смешивания связанных эл. зарядов под действием внеш. эл. поля наз поляризацией диэлектрика, отсутствие поля – частичной поляризацией. Рассм. эл. поле в диэлектр. Возьмем изотропный диэл. Величина поляризации не зависит от направления, поместим во внеш. эл поле. На торцах возникнут связанные эл. заряды: +σ –σ - поверхностная плотность связанных зарядов. Эл. момент всего объёма: Дипольный момент единицы объёма диэл. находится вектором поляризации. р-поляризованность , =σ’, p= σ’. Дипольн. момент диэл. р - вектор поляризации однородного изотропного диэл численно равен поверхностной плотности связанных зарядов. Для однородного изотропного диэл p=χε₀E. χ- диэл воспиимчивость в-ва, безразмерный коэффициент. ε₀- эл постоян-диэл. проницаемость вакуума. Соотношение имеет место для всех диэл., у которых χ не завис от Е. σ’=χε₀E. ε_абс = ε₀ε ε_абс - абсолют диэл проницаемость среды. Поле в диэл, помещённое во внеш эл поле = сумме полей внешнего и поля образованного индуцированными зарядами диэл. Напряж. поля в диэл=разности напряжения внеш поля и поля создан индуцированными зарядами. Для хар-ки поля в диэл вводят эл индукцию или смещение . В вакууме . Мы имеем , ε₀E= ε₀E₀-p, . В вакууме дипол момент р=0. И это соотношение переменится в виде ε₀Е₀=ε₀Е. Для диэл. D играет такую же роль, как вектор Е для вакуума. В вакууме т.е можно сказать, что эл индукция-напряжен поля, катор донные заряды имели в вакууме измеренные в ε₀ раз большими единицами. Запишим т. Остр-Гауса для D и поля в диэл. , где N-поток вектора напряженности, -сумма свободных зарядов охват замкнут поверхностью, -сумма связанных зарядов. т.к вектор индукции D опред только свободными зарядами. Для поля в диэл нужно внести соответствующие поправки в ряд получ соотношений. Е=ε₀/ε- напряж в диэл. F=F₀/εq -сила взаимодействия -з-н Кулона. -напряженнность созданная точечным зарядои в диэл. -потенциал. -ёмкость, D= , -вектор поляризации в вакууме. При внесении электрически нейтрального проводника во внешнее поле, в нём происходит смещение положительных и отрицательных зарядов. В результате на концах проводника возникают заряды противоположных знаков. Явление перераспределения зарядов в незаряженном проводнике под влиянием электрического поля называется электрической индукцией или электризацией через влияние. Возникающие при этом заряды называются индуцированными или наведенными. Индуцированные заряды создают свое собственное поле _инд, кот. компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника. Результирующее поле в проводнике + ; .

Индуцированные заряды, как и избыточные распределяются на поверхности проводника. Плотность распределения этих зарядов зависит от кривизны поверхности.Напряжённость поля внутри проводника =0.Потенциал поля во всех точках проводника одинаков и равен потенциалу на его поверхности.