Материал: 2073

С

+q

l

-q

p

r

r

и

Рис. 1.3

p

Д поль характер зуется электрическим дипольным моментом

q

l ,

где l

– вектор, проведённый

от отрицательного к

полож тельному заряду. Дипольный момент является важной

характер ст кой

электрического

поля

диполя на

больших

расстоян

ях от него.

Электрический дипольный момент системы зарядов

n

(1.27)

p qiri.

i 1

где ri – радиус-вектор заряда qi.

Д

ВращающийбАмомент M, действующий на диполь (рис. 1.4) в

однородном электрическом поле, находим по следующей формуле:

M

p E.

(1.28)

E

И

F

q p

q

F

Рис. 1.4

Потенциальная энергия диполя в электрическом поле

U p E pE cos ,

(1.29)

обусловленный эт м зарядом.

С U .

(1.31)

величиной

Электроёмкость C системы из проводников является скалярной

С, показывающей какое количество заряда может

накапл ваться в этой с стеме при заданном напряжении U.

бА;

(1.32)

q

Фарад (Ф) является единицей

измерения

ёмкости

в системе СИ.

[C]=Ф=Кл/В.

Ёмкости конденсаторов, включённых

а) последовательно

1

1

1

1

n 1

Cобщ

С1

С2

Сn

i 1

Ci

б) параллельно

Собщ

С1 С2

Сn

n

(1.33)

Сi.

Д

i 1

И

С

0 S

;

(1.35)

d

в)

ёмкость

цилиндрического

конденсатора

прямо

пропорциональна его длине l и обратно пропорциональна логарифму

С

отношения радиусов внешнего R и внутреннего r цилиндров:

С 2 0

l

;

(1.36)

ними

ln(R/r)

0

R r

г)

ёмкость сфер ческого конденсатора (две концентрические

:

бА

C 4

R r

.

(1.37)

W

1

2

1

1 D

2

0 E

E D

.

(1.38)

V

2

2

2 0

W

1

qU

CU2

q2

,

(1.39)

2

2

И

2C

где U – разность потенциалов (напряжениеД) на его обкладках.

Диэлектрик (изолятор) –

вещество, плохо проводящее

E 0

E 0

E 0

E 0

F

F

F

F

F

F

С

F

F

Р с. 1.5.

Рис. 1.6.

и

p 0.

Д

V

Вектор поляризацииАP равен плотности электрических

диполей на единицу объёма диэлектрика. Его направление совпадает

с направлением связанного заряда, который направлен от

отрицательного заряда к положительному. Модуль вектора

поляризации P равен плотности поверхностных

связанных

зарядов p :

dp

P

;

P

p.

(1.40)

dV

Вектор поляризации P и вектор напряжённостиИэлектрического

поля E имеют одинаковое направление. В небольших электрических

полях связь поляризации P с напряжённостью E электрического

поля в диэлектрике линейная:

P x 0E,

(1.41)

где x – диэлектрическая восприимчивость, ε0

–

электрическая

постоянная.

Относительная

диэлектрическая

проницаемость

–

безразмерная величина, зависящая от материала. Она характеризует

уменьшение напряжённости электрического поля при внесении

С

материала (диэлектрика) в электрическое поле. Относительная

диэлектрическая проницаемость вакуума =1.

Электр ческая

поляризация

P в диэлектрике

выражается

следующ м образом:

и

(1.42)

P ( 1) 0E x 0E.

Д электр ческая восприимчивость x определяется относи-

тельной д электр ческой проницаемостью:

x 1.

(1.43)

Вектор

электр ческого

смещения

D

в

диэлектриках

выражается следующ ми уравнениями:

D 0E E,

D 0E P.

(1.44)

Особую

группу

диэлектрических

веществ

образуют

сегнетоэлектрикибА: сегнетова соль, метатитанат бария и др.