Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.



Вектор электрического смещения

Подставим в последнее соотношение e = 1+æ и получим

Вектор характеризует электростатическое поле, создаваемое сво­бодными зарядами в вакууме (e=1), но при таком их распределении в пространстве, какое будет при наличии диэлектрика. Линии вектора начинаются и заканчиваются на любых зарядах - свободных и связанных, а линии вектора - только на свободных зарядах и они проходят диэ­лектрик не прерываясь.

Поток вектора через произвольную замкнутую поверхность S равен , где Dn - проекция вектора на нормаль к площадке dS.

Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике:

.

Проводники в электростатическом поле.

при электризации проводника сообщенный ему дополнительный заряд оказывается, распределен в области поверхности проводника. Это распределение заряда будет происходить до тех пор, пока при распределении заряда потенциал поля в любой точке проводника не станет одинаковым.

Типичные проводники – металлы.

В отсутствие внешнего поля в любом элементе объема проводника отрицательный свободный заряд компенсируется положительным зарядом ионной решетки. В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды (рис. 1.5.1). Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами.

Электроёмкость уединенного проводника. Конденсаторы

электроемкостью проводника называется отношения электрического заряда проводника к его потенциалу

Если заряд сферы равен Q, то ее потенциал определяется формулой


 Заметим, что уменьшение потенциала в ε раз обусловлено уменьшением напряженности поля, которое в свою очередь связано с появлением поляризационных зарядов на границе сферы и окружающей среды.
 Тогда, по определению, электроемкость сферы оказывается равной

Заряд конденсатора - это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.

Виды конденсаторов:
1. по виду диэлектрика: воздушные, слюдяные, керамические, электролитические
2. по форме обкладок: плоские, сферические.
3. по величине емкости: постоянные, переменные (подстроечные).

Электроемкость плоского конденсатора


где S - площадь пластины (обкладки) конденсатора
d - расстояние между пластинами
eо - электрическая постоянная
e - диэлектрическая проницаемость диэлектрика

Емкость плоского конденсатора.

Емкость сферического конденсатораи цилиндрического

 

при параллельном включении

при последовательном включении


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 799; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!