Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1-70(почти все).doc
Скачиваний:
13
Добавлен:
27.09.2019
Размер:
1.5 Mб
Скачать

20. Электростатическая теорема Гаусса при наличии диэлектриков. Напряженность электростатического поля внутри диэлектрика.

Пусть заряд +q окружен оболочкой из твердого диэлектрика. На рис. 1.37 показаны схематически несколько молекул диэлектрика. Они стремятся ориентироваться по полю этого заряда. Диэлектрик поляризуется, на внешней его поверхности возникает связанный заряд +q¢связ , на внутренней -q¢связ. Допустим, мы хотим найти напряженность поля в диэлектрике с помощью теоремы Гаусса. Выбираем гауссову поверхность в виде сферы. Она будет охватывать не только заряд +q, но и отрицательные связанные заряды, как бы «отсекая» часть молекулы. Теорема Гаусса для вектора напряженности при наличии диэлектрика запишется в виде: q¢связ - отрицательный связанный заряд, охватываемый гауссовой поверхностью. Найти связанный заряд q¢связ можно только в самых простых случаях. Поэтому эта формула оказывается малополезной для нахождения поля в диэлектрике. Но можно записать теорему Гаусса для вектора электрической индукции . Подставим (1.62) и (1.67) в (1.68), получим выражение для теоремы Гаусса в виде: Поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности сторонних электрических зарядов.Таким образом, для определения напряженности поля при наличии диэлектрика следует использовать теорему Гаусса для электрической индукции D, а затем найти напряженность по формуле D = eeoE, тем самым мы избавляемся от необходимости нахождения связанных зарядов.Для непрерывного распределения стороннего заряда в пространстве с объемной плотностью r = dq/dV

21. Граничные условия для вектора электрической индукции. Емкость конденсатора, заполненного диэлектриком.

Примерами конденсаторов с другой конфигурацией обкладок могут служить сферический и цилиндрический конденсаторы. Сферический конденсатор – это система из двух концентрических проводящих сфер радиусов R1 иR2Цилиндрический конденсатор – система из двух соосных проводящих цилиндров радиусов R1 и R2 и длины L. Емкости этих конденсаторов, заполненных диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, выражаются формулами:

(сферический конденсатор),  (цилиндрический конденсатор).

23. Сегнетоэлектрики — твёрдые диэлектрики, обладающие в определённом интервале температур собственным электрическим дипольным моментом, который может быть переориентирован за счёт приложения внешнего электрического поля. Наличие явления гистерезиса по отношению к электрическому дипольному моменту дало второе название данных веществ — ферроэлектрики (по аналогии с ферромагнетиками).Типичный представитель сегнетоэлектриков — сегнетова соль, двойная соль винной кислоты KNaC4H4O6·4Н2О; именно её название лежит в основе термина «сегнетоэлектрик». Более простыми сегнетоэлектриками являются некоторые перовскиты, например, титанат бария BaTiO3 и титанат свинца PbTiO3. 24 Пьезоэлектрики — диэлектрики, в которых наблюдается пьезоэффект, то есть те, которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности (прямой пьезоэффект), либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться (обратный пьезоэффект). Широко используются в современной технике: датчики давления, пьезоэлектрические детонаторы, источники звука огромной мощности, миниатюрные трансформаторы, кварцевые резонаторы для высокостабильных генераторов частоты, конденсаторы и др.

ρ= . + ; div =

=-div – теорема Гаусса в диф. Форме.

div = - => = div( + )

= + – вектор электрической индукции.

div = – з-н Кулона в диф. Форме для вуктора электрич. Индукции.

– начинается на положит. заряде и заканчивается на отр.

25) Энергия электростатического поля - это энергия системы неподвижных точечных зарядов, энергия уединенного заряженного проводника и энергия заряженного конденсатора.

Если имеется система двух заряженных проводников (конденсатор), то полная энергия системы равна сумме собственных потенциальных энергий проводников и энергии их взаимодействия:

Объёмная плотность-Это физическая величина, численно равная отношению потенциальной энергии поля, заключенной в элементе объема, к этому объему. Для однородного поля объемная плотность энергии равна   . Для плоского конденсатора, объем которого Sd, где S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами, имеем

26) Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности.

28. Электри́ческий ток — упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, вэлектролитах — ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, вполупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Электрический ток широко используется в энергетике для передачи энергии на расстоянии.

Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени.

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы тока, протекающего через единицу площади. Например, при равномерном распределении плотности тока и всюду ортогональности ее плоскости сечения, через которое вычисляется или измеряется ток, величина вектора плотности тока:

где I - сила тока через поперечное сечение проводника площадью S

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]