Автоматизация Автоматизация Архитектура Астрономия Одит Биология Счетоводство Военна наука Генетика География Геология Държавна къща Друга журналистика и средства за масова информация Изкуство Чужди езици Компютърни науки История Компютри Компютри Кулинарна култура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Механика Механика Мениджмънт Метал и заваръчна механика Музика Население Образование Безопасност на живота Охрана на труда Педагогика Политика Право инструмент за програмиране производство Industries Психология P Дио Религия Източници Communication Социология на спорта стандартизация Строителство Технологии Търговия Туризъм Физика Физиология Философия Финанси Химически съоръжения Tsennoobrazovanie скициране Екология иконометрия Икономика Електроника Yurispundenktsiya

Проводници и диелектрици в електрическо поле

Прочетете още:
  1. В) Втората предпоставка: патологична в аналитичното поле.
  2. Аморфни полупроводници, диелектрици и метали
  3. Антиферомагнетизъм, ферити и магнитоелектрици
  4. Бариери в рядко хетерогенна област.
  5. Билет 41. Синергетика и нейното проблемно поле. Диалектика и синергия.
  6. В централно симетрично електрическо поле
  7. Електро поле с въртеливо движение. Циркулация на вектора на силата на електричното поле
  8. Въпрос 28 Диелектрици в електрическо поле
  9. Въпрос 12 Полето Vortex. Електрически феномен на самоиндукция
  10. Въпрос №31 Диригенти и диелектрици
  11. Въпрос №6 Магнитно поле. Линии на магнитна индукция
  12. Заредете движение в магнитно поле. Силата на Лоренц.

Под действието на електрическото поле въпросът премества електрическите заряди. Има безплатни и свързани електрически заряди. В зависимост от преобладаването на този или на този вид заряд се различават проводниците и диелектриците. Когато проводникът е поставен в електрическо поле, той движи свободните заряди под действието на електрически сили. По този начин се реализира обемна поляризация на средата, т.е. пространственото разделяне на различни електрически заряди - тяхното разреждане в различни макроскопични области в сравнение с размерите на молекулите и обема. Отделените заряди напълно предпазват вътрешността на проводника от външното електрическо поле, което причинява обемна поляризация. Поради това няма вътрешно поле в проводника (Фарадей ефект).

Задвижването на свободни електрически заряди под действието на външно електрическо поле се нарича проводящ ток I pr . Стойността на проводимия ток се подчинява на закона на Ом:

I pr = U / R (1),

където U е напрежението, R е съпротивлението на проводника. Експресията (1) може да бъде трансформирана във формата:

j pr = lE (2).

Тук jp е плътността на тока на проводимост [Am -2 ], l е специфичната електрическа проводимост на средството [Sm m -1 ], а E е силата на електричното поле в дадена точка в средата. Изразът (2) се нарича закон на Ом в различна форма. То е валидно за всякакви носители, които съдържат безплатни такси.

В среда, различна от свободна, може да има свързани електрически заряди, които са част от атоми и молекули. Под действието на полето таксите не могат да се движат свободно, но те могат да променят ориентацията си спрямо първоначалната позиция.

Най-простата система на обвързани заряди е електрическият дипол, който е система от две електрически заряди с еднакви величини и срещуположно на знак, разположени на разстояние l. Диполът се характеризира с електрически диполен момент p = q × l. Размерът му е Cl × m. Екстрасистемната единица е Debye (D): 1D = 3.3 × 10 -30 Cl. Диполният момент е векторно количество. Тя е насочена от отрицателна такса към положителна.

При диполния момент, поставен в еднообразно електрическо поле, действа двойка сили, чийто момент е равен на:

М = pEsina (3),



където а е ъгълът между посоките на р и Е. Така външното електрическо поле има тенденция да разпореди подреждането на диполите, като ги подрежда по посока на линиите на сила.

Има полярни и неполярни диелектрици. Полярен - подобен по структура на електрическия дипол: вода, амоняк, етер, ацетон. Неполярни - нямат диполен момент: H 2 , N 2 .. Съществуват и кристални диелектрици, в които на различни места на кристалната решетка се локализират различни знаци.

Както се каза, когато се поставят в електрическо поле, полярните молекули се въртят по посока на полето - това е така наречената поляризация на ориентацията.

Неполярните молекули в електрическо поле придобиват диполен момент поради деформация на електронните орбити - възниква електронна поляризация.

В кристалните диелектрици, решетките са изместени - йонна поляризация. Всички видове поляризация водят до появата на свързани заряди на диелектричната повърхност, в резултат на което се отслабва интензивността на електрическото поле във вътрешността на веществото Е: E = E 0 / e, където E 0 е електрическото поле извън субстанцията и е относителната проницаемост на веществото. За вода, e = 81. Поляризационният ефект се характеризира с поляризационен вектор, който е равен на общия диполен момент на молекулите, съдържащ се в единица обем на диелектрика:

P = p / V (4),

където обобщението е над всички молекули, съдържащи се в обема V. Опитът показва, че в електрически полета с ниска интензивност поляризационният вектор е пропорционален на силата на електричното поле вътре в диелектрика:

P = k 0 E (5),

където k е безразмерен параметър, характеризиращ поляризацията на диелектрик и се нарича диелектрична чувствителност. От гледна точка на силата на полето вътре в диелектрика, следва, че:

e = k + 1 (6).

Тази връзка показва, че отслабването на външното поле вътре в диелектрика се дължи на поляризиращия ефект. Колкото по-голяма е поляризацията (по-голямата к), толкова по-голямо е отслабването на полето в диелектрика (е). На границата на диелектрика част от линиите на силата на силата на полето се прекъсва при обвързани заряди. По този начин, в нехомогенните диелектрици, които са пластове, не е удобно да се използва вектора Е, тъй като той е различен в различни слоеве. За да се избегне това, се въвежда вектор на електрическа индукция:

‡ Зареждане ...

D = ee 0 Е (7).

Неговите линии на сила не понасят скъсване в интерфейса и то е същото както вътре, така и извън диелектрика. Целесъобразността на използването на вектора D се определя от специфичната конфигурация на диелектрика и специфичния проблем на намирането на електрическото поле в субстанцията (специфични гранични условия). Уравнението (7) се нарича материално уравнение на Максуел. Като се има предвид (6), той може да бъде пренаписан като:

D = e 0 Е + Р (8).

При анизотропни диелектрици, посоките D и E не съвпадат. Има вещества, при които стойностите на e са необичайно големи (до няколко хиляди). Те се наричат ​​фероелектрици. Свойствата на фероелектриците се обясняват с особеностите на тяхната структура: те имат области, наречени домейни, където диполните моменти на отделните молекули са подредени поради взаимодействието между молекулите. При отсъствието на външно поле, векторите на поляризация на съседни домейни са ориентирани хаотично и се компенсират взаимно. Външното поле е обърнато не от отделни молекули, а от цели домейни-домейни. Във фероелектриците, линейна връзка между Е и Р

Опитът показва, че при някои диелектрици (например в кварц) поляризацията може да възникне без външно електрическо поле, ако кристалът претърпи механична деформация. Това се дължи на изместването на кристалните решетъчни слоеве един спрямо друг. Появата на потенциална разлика между плочите на диелектрик се нарича пиезоелектричен ефект. Обратният пиезоелектричен ефект е деформацията на кристален диелектрик с пиезоелектрични свойства, когато се поставя в електрическо поле, се използва за превръщане на електромагнитните колебания в механични.


1 | 2 | 3 | | 4 | 5 |


Когато използвате този материал, свържете се със bseen2.biz (0.007 сек.)