Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
эм2.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
10.07.2015
Размер:
747.41 Кб
Скачать

20

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Рыбинская государственная авиационная

технологическая академия им. П. А. Соловьева

Кафедра Общей и технической физики

Лаборатория «Электричество и магнетизм»

УТВЕРЖДЕНО

на заседании методического

семинара кафедры ОиТФ

« » _________ 2009 г.

Зав.каф. Пиралишвили Ш.А.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №ЭМ-2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДИЭЛЕКТРИКА

Методическое руководство

разработано доц. Суворовой З.В.

Рецензент доц. Шалагина Е.В.

Рыбинск, 2009 г.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Убедиться в присоединении заземляющего провода к корпусу установки.

Включать установку только с разрешения преподавателя.

Не прикасаться к оголенным токонесущим элементам установки.

При обнаружении неисправности установки обесточить ее и немедленно известить преподавателя.

Цель работы: определение диэлектрической проницаемости диэлектрических пластин, исследование электрического поля в диэлектрике.

Приборы и оборудование: конденсатор с подвижными пластинами, измеритель емкости, цифровой вольтметр.

1.Краткие теоретические сведения

1.1.Полярные и неполярные молекулы

Если диэлектрик внести в электрическое поле, то и поле, и диэлектрик претерпевают изменения. В составе атомов и молекул имеются положительные и отрицательные заряды (ядра, электроны). Электроны движутся в пределах атома или молекулы с огромной скоростью, их положения меняются, и действие каждого электрона на заряды будет таким, как если бы он находился в покое в некоторой точке, которая является усредненным положением электронов во времени.

Если расстояния превышают размеры молекулы, то действие всех электронов молекулы эквивалентно действию суммарного заряда, помещенного в некоторую точку внутри молекулы. Эта точка называется центром тяжести отрицательных зарядов. Действие же ядер эквивалентно действию их суммарного заряда, по­мещенного в центр масс положительных зарядов. Ясно, что центр масс положительных зарядов определяется радиус-вектором:

,

где - радиус-вектор точки, в которой появляется-ый положительный заряд,- суммарный положительный заряд молекулы.

Радиус-вектор центра масс трицательных зарядов равен:

.

Ясно, что суммарный положительный заряд молекулы равен суммарному отрицательному заряду, взятому с обратным знаком.

В отсутствие внешнего электрического поля центры масс положительных и отрицательных зарядов могут совпадать (молекула неполярная), либо не совпадать (молекула полярная, она эквивалентна электрическому диполю). Полярная молекула обладает собственным электрическим моментом.

.

Применив единую нумерацию для положительных и отрицательных зарядов, получаем:

. (1)

Если система зарядов в целом нейтральна, то выражение (1) не зависит от выбора точки, относительно которой берутся радиус-векторы. Неполярные молекулы собственным электрическим моментом не обладают. Под действием внешнего электрического поля заряды в неполярной молекуле смещаются друг относительно друга: положительные по направлению поля, отрицательные - против поля. В результате молекула приобретает электрический момент, пропорциональный напряженности поля:

где - поляризуемость молекулы.

Явление, заключающееся в возникновении в каждом объеме диэлектрика макроскопического электрического дипольного момента, называется поляризацией.

Процесс поляризации неполярной молекулы можно объяснить, если представить, что положи­тельные и отрицательные заряды молекулы связаны друг другом силами, пропорциональными их смещению, то есть неполярная молекула ведет себя как упругий диполь.

Действие внешнего поля на полярную молекулу сводится к стремлению повернуть молекулу так, чтобы ее электрический момент установился по направлению поля. На величину же электрического момента внешнее поле практически не влияет, и молекула ведет себя как жесткий диполь.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]