• Co to jest pole elektryczne?
• Wymień główne właściwości pola elektrostatycznego.
• Co wytwarza pole elektryczne?
• Jak nazywa się natężenie pola elektrycznego?
• Jakie pole elektryczne nazywa się jednorodnym?
• Jak można uzyskać jednolite pole elektryczne?
• Jak są skierowane linie sił jednolitego pola elektrycznego?
• Jak obliczyć natężenie pola elektrycznego wytworzonego przez ładunek punktowy?

Przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym

Zarys wykładu:

• 1. Przewodniki i dielektryki.
• 2. Przewodniki w polu elektrostatycznym.
• 3. Dielektryki w polu elektrostatycznym.

Dwa rodzaje dielektryków.

• 4. Stała dielektryczna.

Struktura metali

Ostatni elektron jest słabo przyciągany do jądra, ponieważ:

• daleko od jądra
• 10 elektronów odpycha jedenasty

ostatni elektron opuszcza jądro i staje się wolny

substancji według przewodnictwa

dyrygenci

• dyrygenci

dielektryki

są to substancje, które nie przewodzą prądu elektrycznego

żadnych bezpłatnych opłat

są to substancje przewodzące prąd elektryczny

są bezpłatne opłaty

Struktura metali

Struktura metali

mi wewnętrzny

mi zewnętrzny= mi wewnętrzny

Przewodnik metalowy w polu elektrostatycznym

mi zewnętrzny= mi wewnętrzny

mi ogólnie =0

WNIOSEK:

Wewnątrz przewodnika nie ma pola elektrycznego.

Cały ładunek statyczny przewodnika skupia się na jego powierzchni.

Struktura dielektryczna

struktura cząsteczki soli

Dipole elektryczne -

zbiór dwóch ładunków punktowych o jednakowej wielkości i przeciwnych znakach.

Struktura dielektryka polarnego

Dielektryk w polu elektrycznym

mi wewnętrzny mi zewnętrzny .

mi wew.

mi wewnętrzny

WNIOSEK:

DIELEKTRYK Osłabia ZEWNĘTRZNE POLE ELEKTRYCZNE

Galimurza S.A.

Stała dielektryczna ośrodka

Natężenie pola elektrycznego w próżni

Natężenie pola elektrycznego w dielektryku

Stała dielektryczna ośrodka

mi O

Do katalogu:

• Prawo Coulomba:
• Natężenie pola elektrycznego wytworzonego przez ładunek punktowy:

Q 1 Q 2

R

2

Q

R

2

Czym są kuchenki mikrofalowe?

Kuchenki mikrofalowe do użytku domowego wykorzystują fale elektromagnetyczne o częstotliwości 2450 MHz - mikrofale.

W takich mikrofalach pole elektryczne 2 · 2 450 000 000 zmienia swój kierunek raz na sekundę.

Kuchenka mikrofalowa: częstotliwość mikrofal 2450 MHz

Jak mikrofale podgrzewają jedzenie?

Ogrzewanie produktów następuje w wyniku dwóch mechanizmów fizycznych:

1. ogrzewanie warstwy wierzchniej za pomocą mikrofal

2. późniejsze przenikanie ciepła w głąb produktu ze względu na przewodność cieplną.

urządzenie

moc,

częstotliwość,

kuchenka mikrofalowa

telefon komórkowy

Klasa GSM 4

telefon komórkowy

Przewodniki i dielektryki

Slajdy: 8 Słowa: 168 Dźwięki: 0 Efekty: 0

Pole elektryczne w materii. Każde środowisko osłabia siłę pola elektrycznego. Charakterystyka elektryczna ośrodka jest określona przez ruchliwość znajdujących się w nim naładowanych cząstek. Substancje, przewodniki, półprzewodniki, dielektryki. Substancje. Ładunki swobodne to naładowane cząstki tego samego znaku, które mogą poruszać się pod wpływem pola elektrycznego. Związane ładunki różnią się od ładunków, które nie mogą poruszać się niezależnie od siebie pod wpływem pola elektrycznego. Przewodnicy. Przewodniki to substancje, w których swobodne ładunki mogą przemieszczać się w całej objętości. Przewodniki - metale, roztwory soli, kwasy, wilgotne powietrze, plazma, ciało ludzkie. - Explorer.ppt

Przewodniki w polu elektrycznym

Slajdy: 10 Słowa: 282 Dźwięki: 1 Efekty: 208

Przewodniki w polu elektrycznym. W innych przewodnikach również nie ma pola elektrycznego. Rozważmy pole elektryczne wewnątrz metalowego przewodnika... Dielektryki. W dielektrykach niepolarnych środek ładunku dodatniego i ujemnego pokrywa się. W polu elektrycznym każdy dielektryk staje się polarny. Dipol. Polaryzacja dielektryków. - Przewodniki w polu elektrycznym.ppt

Przewodniki w polu elektrostatycznym

Slajdy: 11 Słowa: 347 Dźwięki: 0 Efekty: 18

Przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym. Przewodniki w polu elektrostatycznym Dielektryki w polu elektrostatycznym. - Metale; ciekłe roztwory i stopy elektrolitów; osocze. Przewodniki obejmują: Przewodniki w polu elektrostatycznym. Ewnesz. Pole wewnętrzne osłabi pole zewnętrzne. par. Wewnątrz przewodnika umieszczonego w polu elektrostatycznym nie ma pola. Właściwości elektrostatyczne jednorodnych przewodników metalowych. Dielektryki. Polarny. Niepolarny. Dielektryki obejmują powietrze, szkło, twardą gumę, mikę, porcelanę i suche drewno. Dielektryki w polu elektrostatycznym. - Przewodniki w polu elektrostatycznym.ppt

Przewodniki i dielektryki

Slajdy: 18 Słowa: 507 Dźwięki: 0 Efekty: 206

Pole elektryczne. Przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym. Przewodniki i dielektryki. Substancje według przewodnictwa. Ostatni elektron. Struktura metali. Przewodnik metalowy. Przewodnik metalowy w polu elektrostatycznym. Struktura dielektryczna. Struktura dielektryka polarnego. Dielektryk w polu elektrycznym. Stała dielektryczna ośrodka. Prawo Coulomba. Kuchenka mikrofalowa. Kuchenka mikrofalowa. Jak mikrofale podgrzewają jedzenie. Moc. - Przewodniki i dielektryki.ppt

Przewodniki w polu elektrycznym; dielektryki w polu elektrycznym

Slajdy: 18 Słowa: 624 Dźwięki: 1 Efekty: 145

Temat: „Przewodniki i dielektryki w polu elektrycznym.” Przewodnicy. Ładunek wewnątrz przewodnika. Zgodnie z zasadą superpozycji pola napięcie wewnątrz przewodnika wynosi zero. Kula przewodząca. Weźmy dowolny punkt A. Ładunki pól są równe. Indukcja elektrostatyczna. Powierzchnie ekwipotencjalne. Najbardziej znane ryby elektryczne to. Elektryczna płaszczka. Węgorz. Dielektryki. Dielektryki to materiały, które nie posiadają swobodnych ładunków elektrycznych. Istnieją trzy rodzaje dielektryków: polarne, niepolarne i ferroelektryki. - Przewodniki w polu elektrycznym, dielektryki w polu elektrycznym.ppt

Pole elektryczne w dielektrykach

Slajdy: 31 Słowa: 2090 Dźwięki: 0 Efekty: 0

Dielektryki w normalnych warunkach nie przewodzą prądu elektrycznego. Termin „dielektryki” wprowadził Faradaya. Dielektryk, jak każda substancja, składa się z atomów i cząsteczek. Cząsteczki dielektryka są elektrycznie obojętne. Polaryzacja. Natężenie pola w dielektryku. Pod wpływem pola dielektryk ulega polaryzacji. Powstałe pole wewnątrz dielektryka. Pole. Przemieszczenie elektryczne. Pole zewnętrzne tworzone jest przez układ swobodnych ładunków elektrycznych. Twierdzenie Gaussa dla pola w dielektryku. Twierdzenie Gaussa dotyczące pola elektrostatycznego w dielektryku. Właściwości ferroelektryków silnie zależą od temperatury. - Dielektryk.ppt

Polaryzacja dielektryków

Slajdy: 20 Słowa: 1598 Dźwięki: 0 Efekty: 0

Polaryzacja dielektryków. Względna stała dielektryczna. Wektor polaryzacji. Mechanizmy polaryzacji. Spontaniczna polaryzacja. Polaryzacja migracyjna. Rodzaje polaryzacji sprężystej. Jonowa polaryzacja elastyczna. Dipolowa polaryzacja elastyczna. Rodzaje polaryzacji termicznej. Dipolowa polaryzacja termiczna. Elektroniczna polaryzacja termiczna. Stała dielektryczna. Ferroelektryki. Piezoelektryki. Efekty piezoelektryczne obserwuje się tylko w kryształach, które nie mają środka symetrii. Piroelektryki. Materiały piroelektryczne wykazują spontaniczną polaryzację wzdłuż osi biegunowej. Fotopolaryzacja. -

Przewodniki w polu elektrycznym Ładunki swobodne - naładowane cząstki tego samego znaku, zdolne do poruszania się pod wpływem pola elektrycznego Ładunki związane - przeciwne ładunki zawarte w atomach (lub cząsteczkach), które nie mogą poruszać się pod wpływem pola elektrycznego niezależnie od siebie Inny Substancje przewodniki dielektryki półprzewodniki

Każde medium osłabia siłę pola elektrycznego

Charakterystyka elektryczna ośrodka jest określona przez ruchliwość znajdujących się w nim naładowanych cząstek

Przewodnik: metale, roztwory soli, kwasy, wilgotne powietrze, plazma, ciało ludzkie

Jest to ciało zawierające w sobie wystarczającą ilość wolnych ładunków elektrycznych, które mogą poruszać się pod wpływem pola elektrycznego.

Jeśli wprowadzisz nienaładowany przewodnik do pola elektrycznego, nośniki ładunku zaczną się poruszać. Są one rozmieszczone w taki sposób, że wytwarzane przez nie pole elektryczne jest przeciwne do pola zewnętrznego, to znaczy pole wewnątrz przewodnika zostanie osłabione. Ładunki będą redystrybuowane do momentu spełnienia warunków równowagi ładunków w przewodniku, czyli:

przewód neutralny wprowadzony do pola elektrycznego przerywa linie napięcia. Kończą się na ładunkach indukowanych ujemnie i zaczynają na dodatnich

Zjawisko przestrzennego rozdzielenia ładunków nazywa się indukcją elektrostatyczną. Pole własne indukowanych ładunków kompensuje pole zewnętrzne wewnątrz przewodnika z dużą dokładnością.

Jeśli przewodnik ma wewnętrzną wnękę, wówczas pole będzie nieobecne wewnątrz wnęki. Okoliczność ta jest wykorzystywana przy organizowaniu ochrony sprzętu przed polami elektrycznymi.

Elektryfikacja przewodnika w zewnętrznym polu elektrostatycznym poprzez oddzielenie już obecnych w nim ładunków dodatnich i ujemnych w równych ilościach nazywa się zjawiskiem indukcji elektrostatycznej, a same ładunki redystrybuowane nazywane są indukowanymi. Zjawisko to można wykorzystać do elektryzowania nienaładowanych przewodników.

Nienaładowany przewodnik może zostać naelektryzowany poprzez kontakt z innym naładowanym przewodnikiem.

Rozkład ładunków na powierzchni przewodników zależy od ich kształtu. Maksymalną gęstość ładunku obserwuje się w punktach, a wewnątrz wgłębień jest ona zredukowana do minimum.

Właściwość gromadzenia się ładunków elektrycznych w warstwie powierzchniowej przewodnika znalazła zastosowanie do uzyskiwania znacznych różnic potencjałów metodą elektrostatyczną. Na ryc. pokazano schemat generatora elektrostatycznego służącego do przyspieszania cząstek elementarnych.

Na kolumnie izolacyjnej 2 umieszczony jest sferyczny przewodnik 1 o dużej średnicy. Wewnątrz kolumny porusza się zamknięta taśma dielektryczna 3, napędzając bębny 4. Z generatora wysokiego napięcia ładunek eklektyczny przekazywany jest poprzez układ ostro zakończonych przewodników 5 do taśma, z tyłu taśmy znajduje się płytka uziemiająca 6. Ładunki z taśmy są usuwane przez układ punktów 7 i spływają na przewodzącą kulę. Maksymalny ładunek, jaki może zgromadzić się na kuli, zależy od wycieku z powierzchni kulistego przewodnika. W praktyce przy generatorach o podobnej konstrukcji, o średnicy kuli 10–15 m, można uzyskać różnicę potencjałów rzędu 3–5 milionów woltów. Aby zwiększyć ładunek kuli, czasami całą konstrukcję umieszcza się w pudełku wypełnionym sprężonym gazem, co zmniejsza intensywność jonizacji.

http://www.physbook.ru/images/0/02/Img_T-68-004.jpg

http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/elmag/uchpos/text/2_2.html

http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/course_files/el13.JPG

1 z 31

Prezentacja na temat: Dielektryk

Slajd nr 1

Opis slajdu:

POLE ELEKTROSTATYCZNE W DIELEKTRYCE Rodzaje dielektryków i ich polaryzacja Dielektryki to substancje, w których praktycznie nie występują wolne nośniki ładunku. Dielektryki w normalnych warunkach nie przewodzą prądu elektrycznego. Termin „dielektryki” wprowadził Faradaya. W przyrodzie nie ma idealnych dielektryków, ponieważ wszystkie substancje w pewnym stopniu przewodzą prąd elektryczny. Dielektryki przewodzą prąd elektryczny o około 15 - 20 rzędów wielkości gorzej niż substancje zwane przewodnikami. Dielektryk, jak każda substancja, składa się z atomów i cząsteczek. Cząsteczki dielektryka są elektrycznie obojętne. Dodatni ładunek wszystkich jąder cząsteczki jest równy całkowitemu ładunkowi elektronów. Cząsteczkę można uważać za dipol elektryczny posiadający moment elektryczny, gdzie Q jest całkowitym dodatnim ładunkiem jąder atomowych w cząsteczce, l jest wektorem poprowadzonym od „środka ciężkości” ujemnych ładunków elektronów w cząsteczce do „środek ciężkości” ładunków dodatnich - jądra atomowe. 900igr.net

Slajd nr 2

Opis slajdu:

Dielektryk nazywa się niepolarnym (z kowalencyjnym niepolarnym wiązaniem chemicznym między atomami w cząsteczkach), jeśli przy braku zewnętrznego pola elektrycznego „środki ciężkości” ładunków dodatnich i ujemnych w cząsteczkach pokrywają się, oraz dlatego moment elektryczny p cząsteczek takich dielektryków wynosi zero (przykład to: N2 , H2, O2, CO2, CH4). Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego ładunki cząsteczek niepolarnych przesuwają się w przeciwnych kierunkach (dodatni - wzdłuż pola, ujemny - względem pola) i cząsteczki uzyskują moment dipolowy.

Slajd nr 3

Opis slajdu:

Dielektryk nazywa się polarnym (z kowalencyjnym polarnym wiązaniem chemicznym między atomami w cząsteczkach), jeśli nawet przy braku zewnętrznego pola elektrycznego „środki ciężkości” ładunków dodatnich i ujemnych nie pokrywają się. Cząsteczki takich dielektryków zawsze mają moment dipolowy. Przykładami takich cząsteczek są: H2O, NH3, SO2, CO. W przypadku braku pola zewnętrznego momenty dipolowe cząsteczek polarnych w wyniku ruchu termicznego są losowo zorientowane w przestrzeni, a ich wypadkowy moment wynosi zero. Jeśli taki dielektryk zostanie umieszczony w polu zewnętrznym, wówczas siły tego pola będą miały tendencję do obracania dipoli wzdłuż pola i powstanie niezerowy moment dipolowy.

Slajd nr 4

Opis slajdu:

Dielektryk nazywany jest jonowym, którego cząsteczki mają strukturę jonową (krystaliczną) (przykłady: NaCl, KS1, KBr). Kryształy jonowe są sieciami przestrzennymi z regularną przemianą jonów o różnych znakach. W kryształach tych nie da się wyizolować pojedynczych cząsteczek, a kryształy można rozpatrywać jako układ dwóch wciśniętych w siebie podsieci jonowych. Kiedy do kryształu jonowego przyłożone jest pole elektryczne, następuje pewne odkształcenie sieci krystalicznej lub względne przemieszczenie podsieci, co prowadzi do pojawienia się momentów dipolowych.

Slajd nr 5

Opis slajdu:

Kiedy wszystkie trzy grupy dielektryków zostaną wprowadzone do zewnętrznego pola magnetycznego, następuje polaryzacja dielektryka - proces orientacji dipoli lub pojawienie się dipoli zorientowanych wzdłuż pola pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. W rezultacie powstaje niezerowy całkowity moment dipolowy cząsteczek dielektryka.

Slajd nr 6

Opis slajdu:

Według trzech grup dielektryków wyróżnia się trzy rodzaje polaryzacji: polaryzację elektroniczną lub odkształceniową, polaryzację dielektryka z cząsteczkami niepolarnymi. która polega na występowaniu w atomach indukowanego momentu dipolowego na skutek deformacji orbit elektronowych; orientacyjna lub dipolowa polaryzacja dielektryka z cząsteczkami polarnymi, która polega na orientacji istniejących momentów dipolowych cząsteczek wzdłuż pola. Ruch termiczny uniemożliwia pełną orientację cząsteczek, ale w wyniku połączonego działania obu czynników (pola elektrycznego i ruchu termicznego) następuje preferencyjna orientacja momentów dipolowych cząsteczek wzdłuż pola. Orientacja ta jest tym silniejsza, im większe jest natężenie pola elektrycznego i im niższa jest temperatura; polaryzacja jonowa dielektryków za pomocą jonowych sieci krystalicznych. polegający na przemieszczaniu się podsieci jonów dodatnich wzdłuż pola, a ujemnych - względem pola, co prowadzi do pojawienia się momentów dipolowych.

Slajd nr 7

Opis slajdu:

Polaryzacja. Natężenie pola w dielektryku Polaryzację dielektryka charakteryzuje wielkość wektorowa - polaryzacja, określona przez moment dipolowy jednostkowej objętości dielektryka: gdzie jest moment dipolowy dielektryka. W przypadku dielektryków izotropowych i słabych pól, polaryzacja P zależy liniowo od natężenia pola E. æ jest podatnością dielektryczną substancji, charakteryzującą właściwości dielektryka; æ jest wielkością bezwymiarową, a æ jest zawsze > 0, a dla większości dielektryków (stałych i płynnych) jest to kilka jednostek. - moment dipolowy i-tej cząsteczki. Jeśli dielektryk jest izotropowy, a E nie jest zbyt duże, to

Slajd nr 8

Opis slajdu:

Płyta jednorodnego dielektryka, która wypełnia przestrzeń pomiędzy dwiema nieskończonymi równoległymi, przeciwnie naładowanymi płaszczyznami i dlatego znajduje się w jednorodnym zewnętrznym polu elektrycznym E0. Pod wpływem pola dielektryk ulega polaryzacji, tj. następuje przemieszczenie ładunków. Pozytywne przesuwają się na prawo od pola, a negatywne na lewo - pod pole. Po prawej stronie dielektryka, zwróconej w stronę płaszczyzny ujemnej, będzie znajdował się nadmiar ładunku dodatniego o gęstości powierzchniowej +σ, po lewej stronie, od strony płytki dodatniej, będzie nadmiar ładunku ujemnego o gęstości powierzchniowej +σ gęstość powierzchniowa –σ. Te nieskompensowane ładunki powstałe w wyniku polaryzacji dielektryka nazywane są związanymi.

Slajd nr 9

Opis slajdu:

Ze względu na pojawienie się związanych ładunków na dielektryku, niektóre linie napięciowe nie przejdą przez dielektryk. Zakończą się (lub rozpoczną) na podłączonych opłatach. W związku z tym natężenie pola elektrycznego wewnątrz dielektryka będzie mniejsze niż E0. Pojawienie się związanych ładunków prowadzi do pojawienia się dodatkowego pola elektrycznego E” (pole wytworzone przez związane ładunki). Pole to jest skierowane przeciwko zewnętrznemu polu E0 (pole wytworzone przez swobodne ładunki) i je osłabia. Powstałe pole wewnątrz dielektryk Pole utworzone przez dwie nieskończone naładowane płaszczyzny; zatem E=E0 – E"

Slajd nr 10

Opis slajdu:

Wyznaczmy gęstość powierzchniową związanych ładunków σ’. całkowity moment dipolowy płytki dielektrycznej pV = PV = PSd, gdzie S jest powierzchnią czoła płytki, d jest jej grubością. Zatem. pV = PSd= σ"Sd, a więc σ"= P, czyli gęstość powierzchniowa σ" związanych ładunków jest równa polaryzacji P. Natomiast całkowity moment dipolowy z definicji Z definicji polaryzacji otrzymujemy, że jest równy iloczynowi ładunku związanego każdej ściany (Q” = σ”S) i odległości d między nimi, d = l

Slajd nr 11

Opis slajdu:

Podstawiając do wyrażeń σ"= P, otrzymujemy, gdzie natężenie powstałego pola wewnątrz dielektryka jest równe. Bezwymiarowa wielkość nazywana jest stałą dielektryczną ośrodka.

Slajd nr 12

Opis slajdu:

Slajd nr 13

Opis slajdu:

Wektor natężenia pola elektrostatycznego zależy od właściwości ośrodka i przy przejściu przez granicę dielektryczną ulega gwałtownej zmianie, dlatego oprócz wektora E do charakteryzacji pola elektrostatycznego stosuje się wektor przemieszczenia elektrycznego, który nie ulega nieciągłości na granicy obu ośrodków. gdzie ε0 jest stałą elektryczną; ε jest stałą dielektryczną ośrodka. Przemieszczenie elektryczne, powodujące trudności przy obliczaniu pól. Dla ośrodka izotropowego wektor przemieszczenia elektrycznego

Slajd nr 14

Opis slajdu:

Slajd nr 15

Opis slajdu:

Slajd nr 16

Opis slajdu:

Związane ładunki pojawiają się w dielektryku w obecności zewnętrznego pola elektrostatycznego. Pole zewnętrzne tworzone jest przez układ swobodnych ładunków elektrycznych. W dielektryku występuje pole elektrostatyczne ładunków swobodnych i dodatkowo pole elektrostatyczne ładunków związanych. Powstałe pole w dielektryku jest opisane wektorem natężenia E, a zatem zależy od właściwości dielektryka. Wektor D opisuje pole elektrostatyczne wytworzone przez ładunki swobodne. Związane ładunki powstające w dielektryku mogą powodować redystrybucję wolnych ładunków, które tworzą pole. Wektor D charakteryzuje pole elektrostatyczne wytwarzane przez ładunki swobodne, ale z ich rozkładem w przestrzeni jak w obecności dielektryka. Pole D, podobnie jak pole E, obrazuje się za pomocą linii pola wektora przemieszczenia elektrycznego, których kierunek i gęstość wyznacza się analogicznie jak dla linii wektora napięcia. Linie wektora E mogą zaczynać się i kończyć na dowolnych ładunkach - swobodnych i związanych, natomiast linie wektora D - tylko na ładunkach swobodnych. Przez obszary pola, w których znajdują się związane ładunki, linie wektora D przechodzą bez przerwy.

Slajd nr 17

Opis slajdu:

Liczba linii wektora D przechodzących przez obszar elementarny dS, którego normalna n tworzy kąt α z wektorem D, DdScosα = DndS, gdzie Dn jest rzutem wektora D na normalną n do obszaru dS. gdzie Strumień wektora D. Twierdzenie Gaussa dla pola w dielektryku Strumień wektora przemieszczenia elektrycznego przez obszar dS jest podobny do przepływu wektora E

Slajd nr 18

Opis slajdu:

Strumień wektora D zależy nie tylko od konfiguracji pola D, ale także od wyboru kierunku. Jednostką FD strumienia wektora D w SI jest wisiorek (C). 1 C jest równy strumieniowi przemieszczenia elektrycznego związanemu z całkowitym ładunkiem swobodnym wynoszącym 1 C. Dla dowolnej zamkniętej powierzchni S, przepływ wektora D przez tę powierzchnię

Slajd nr 19

Opis slajdu:

Twierdzenie Gaussa dla pola elektrostatycznego w dielektryku Przepływ wektora przemieszczenia pola elektrostatycznego w dielektryku przez dowolną zamkniętą powierzchnię jest równy sumie algebraicznej swobodnych ładunków elektrycznych zawartych wewnątrz tej powierzchni. W przypadku ciągłego rozkładu ładunku w przestrzeni o gęstości objętościowej twierdzenie Gaussa dotyczące pola elektrostatycznego w dielektryku można zapisać jako Strumień wektora przemieszczenia pola elektrostatycznego w dielektryku przez dowolną zamkniętą powierzchnię jest równy ładunek swobodny zawarty w objętości ograniczonej tą powierzchnią.

Slajd nr 20

Opis slajdu:

Dla przypadku próżni wzór można formalnie zapisać w postaci Ponieważ źródłami pola E w ośrodku są zarówno ładunki swobodne, jak i związane, twierdzenie Gaussa dla pola E w najbardziej ogólnej formie można zapisać jako gdzie i , są zatem sumami algebraicznymi ładunków swobodnych i związanych objętych powierzchnią zamkniętej pętli S. Jednakże wzór ten jest niedopuszczalny do opisu pola E w dielektryku, ponieważ wyraża właściwości nieznanego pola E poprzez powiązane z nim ładunki, które z kolei są przez to determinowane. To po raz kolejny dowodzi możliwości wprowadzenia wektora przemieszczenia elektrycznego.

22

Opis slajdu:

Slajd nr 23

Opis slajdu:

Rzut wektora napięcia równoległego do interfejsu nazywany jest składową styczną wektora. Dzieląc na lewą i prawą stronę otrzymujemy: Wektor styczny Eτ jest taki sam po obu stronach interfejsu (nie ulega przeskokowi). tj. jest ciągły

Aby otrzymać warunki dla składowych normalnych wektorów E i D, konstruujemy prosty cylinder o pomijalnie małej wysokości, którego jedna podstawa znajduje się w pierwszym dielektryku, druga w drugim. Podstawy ΔS są na tyle małe, że w każdej z nich wektor D jest taki sam. Zgodnie z twierdzeniem Gaussa, dla pola w dielektryku, w którym nie ma ładunków swobodnych, otrzymujemy (normalne n i n" do podstaw walca są skierowane w przeciwne strony). Składowa normalna wektora D jest ciągła, bez poddawany skokowi

Slajd nr 26

Opis slajdu:

Zastępując zgodnie rzutem wektora D rzuty wektora E pomnożone przez εоε, otrzymujemy Składowa normalna wektora E na styku dwóch dielektryków ulega przeskokowi. Jeżeli więc na styku dwóch jednorodnych dielektryków izotropowych nie ma wolnych ładunków, to przy przekraczaniu tej granicy składowe Eτ i Dn zmieniają się w sposób ciągły (nie ulegają przeskokowi), a składowe En i Dτ przeskakują. Z warunków dla wektorów składowych E i D wynika, że ​​linie tych wektorów ulegają załamaniu (załamaniu).

Slajd nr 27

Opis slajdu:

Ferroelektryki to krystaliczne dielektryki, które wykazują spontaniczną polaryzację w pewnym zakresie temperatur. Polaryzacja przy braku zewnętrznego pola elektrycznego zmienia się znacząco pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak zmiany temperatury, pola elektrycznego i odkształcenia. Właściwości te po raz pierwszy odkrył I.V. Kurczatow i P.P. Kobeko (1930) w swoich badaniach kryształów soli Rochelle NaKS4H4O6·4H,O. Dało to nazwę ferroelektryków temu typowi kryształu. Później okazało się, że tytanian baru, diwodorofosforan potasu itp. mają podobne właściwości.

Slajd nr 28

Opis slajdu:

W przypadku braku zewnętrznego pola elektrycznego ferroelektryk przypomina mozaikę domen. Domeny to obszary o różnych kierunkach polaryzacji. Na rysunku strzałki wskazują kierunki wektora polaryzacji. Kiedy ferroelektryk jest wprowadzony do pola zewnętrznego, momenty dipolowe domen zmieniają orientację wzdłuż pola. Powstałe całkowite pole elektryczne domen utrzyma swoją określoną orientację nawet po ustaniu pola zewnętrznego. Dlatego ferroelektryki mają anomalnie duże stałe dielektryczne (na przykład dla soli Rochelle segn ~ 104). W sąsiednich domenach kierunki te są różne i na ogół moment dipolowy dielektryka wynosi zero.

Slajd nr 29

Opis slajdu:

Właściwości ferroelektryków silnie zależą od temperatury. Każdy ferroelektryk charakteryzuje się tzw. punktem Curie. Punkt Curie to charakterystyczna temperatura każdego rodzaju ferroelektryków, powyżej której zanikają ich niezwykłe właściwości elektryczne. W tym przypadku ferroelektryk przekształca się w zwykły dielektryk polarny. Po ochłodzeniu materiału przywracane są jego właściwości ferroelektryczne. Zazwyczaj ferroelektryki mają tylko jeden punkt Curie; jedynymi wyjątkami są sól Rochelle (-18 i +24 °C) i związki z nią izomorficzne. W ferroelektrykach w pobliżu punktu Curie obserwuje się również gwałtowny wzrost pojemności cieplnej substancji. Przekształceniu ferroelektryków w zwykły dielektryk, które następuje w punkcie Curie, towarzyszy przejście fazowe drugiego rzędu.

Slajd nr 30

Opis slajdu:

W ferroelektrykach obserwuje się zjawisko histerezy dielektrycznej (opóźnienia), które polega na tym, że ferroelektryk ma różne wartości polaryzacji przy tym samym natężeniu pola elektrycznego (w zależności od wartości wstępnej polaryzacji próbki). Wraz ze wzrostem siły E zewnętrznego pola elektrycznego wzrasta polaryzacja P, osiągając nasycenie (krzywa l). Spadek P wraz ze spadkiem E następuje wzdłuż krzywej 2, a przy E = 0 ferroelektryk zachowuje resztkową polaryzację Pos, tj. ferroelektryk pozostaje spolaryzowany przy braku zewnętrznego pola elektrycznego.

Slajd nr 31

Opis slajdu:

Aby zniszczyć resztkową polaryzację, należy przyłożyć pole elektryczne w przeciwnym kierunku (-E.). Wartość Ec nazywa się siłą przymusu (od łacińskiego coercitio – zatrzymanie). Jeśli dalej zmienisz E, wówczas P zmieni się wzdłuż krzywej 3 pętli histerezy. Warto również wspomnieć o piezoelektrykach - substancjach krystalicznych, w których po ściśnięciu lub rozciągnięciu w określonych kierunkach polaryzacja zachodzi nawet przy braku zewnętrznego pola elektrycznego (bezpośredni efekt piezoelektryczny). Obserwuje się również odwrotny efekt piezoelektryczny - pojawienie się odkształceń mechanicznych pod wpływem pola elektrycznego. W niektórych piezoelektrykach po podgrzaniu sieć jonów dodatnich przesuwa się względem siatki jonów ujemnych, w wyniku czego ulegają one polaryzacji nawet bez zewnętrznego pola elektrycznego. Takie kryształy nazywane są piroelektrykami. Istnieją również elektrety - dielektryki, które utrzymują stan spolaryzowany przez długi czas po usunięciu zewnętrznego pola elektrycznego (elektryczne analogi magnesów trwałych). Te grupy substancji znajdują szerokie zastosowanie w technice i urządzeniach gospodarstwa domowego.

Prezentacja slajdów

Tekst slajdu: Przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym Artem Mezhetsky 10 „B” Wykonał: Miejska placówka oświatowa „Szkoła średnia nr 30 miasta Belovo” Kierownik: Popova Irina Aleksandrovna Belovo 2011

Tekst slajdu: Plan: 1. Przewodniki i dielektryki. 2. Przewodniki w polu elektrostatycznym. 3. Dielektryki w polu elektrostatycznym. Dwa rodzaje dielektryków. 4. Stała dielektryczna.

Tekst slajdu: Substancje według przewodników to substancje przewodzące prąd elektryczny. Są ładunki swobodne. Dielektryki to substancje, które nie przewodzą prądu elektrycznego. Nie ma ładunków swobodnych.

Tekst slajdu: Struktura metali + + + + + + + + + - - - - - - - - -

Tekst slajdu: Przewodnik metalowy w polu elektrostatycznym + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + Ew. par. Parz.= Parz. -

Tekst slajdu: Przewodnik metalowy w polu elektrostatycznym E zewnętrzny = E wewnętrzny. Razem=0 WYJŚCIE: Wewnątrz przewodnika nie ma pola elektrycznego. Cały ładunek statyczny przewodnika skupia się na jego powierzchni.

Tekst slajdu: Budowa dielektryka, budowa cząsteczki soli kuchennej NaCl, dipol elektryczny - połączenie dwóch ładunków punktowych o jednakowej wielkości i przeciwnym znaku. NaCl - - - - - - - - + - + -

Tekst slajdu: Rodzaje dielektryków Polarny Składają się z cząsteczek, w których środki rozkładu ładunków dodatnich i ujemnych nie pokrywają się; sól kuchenna, alkohole, woda itp. Niepolarne Składają się z cząsteczek, w których środki rozkładu ładunków dodatnich i ujemnych nie pokrywają się; opłaty nie pokrywają się. gazy obojętne, O2, H2, benzen, polietylen itp.

Tekst slajdu: Struktura dielektryka polarnego + - + - + - + - + - + -

Slajd nr 10

Tekst slajdu: Dielektryk w polu elektrycznym + - + + + + + + + - E zew. E wewnętrzne + - + - + - + - E wewnętrznie< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Slajd nr 11

Tekst slajdu: Stała dielektryczna ośrodka - charakterystyka właściwości elektrycznych dielektryka E Eo - natężenie pola elektrycznego w próżni - natężenie pola elektrycznego w dielektryku - stała dielektryczna ośrodka = Eo E

Slajd nr 12

Tekst slajdu: Stała dielektryczna substancji substancja Stała dielektryczna ośrodka woda 81 nafta 2,1 olej 2,5 parafina 2,1 mika 6 szkło 7

Slajd nr 13

Tekst slajdu: Prawo Coulomba: Natężenie pola elektrycznego wytworzonego przez ładunek punktowy: q1 q2 r 2 q r 2

Slajd nr 14

Tekst slajdu: Zadanie

Slajd nr 15

Tekst slajdu: Rozwiązywanie problemu

Slajd nr 16

Tekst slajdu: Rozwiązywanie problemów

Slajd nr 17

Tekst slajdu: Rozwiązywanie problemów

Slajd nr 18

Tekst slajdu: Test nr 1: Dodatnio naładowane ciało przykłada się do trzech stykających się płytek A, B, C. Płyty B, C są przewodnikiem, a A jest dielektrykiem. Jakie ładunki będą na płytach po całkowitym wyciągnięciu płyty B? Opcje odpowiedzi

Slajd nr 19

Tekst slajdu: Nr 2: Naładowaną metalową kulkę zanurza się kolejno w dwóch cieczach dielektrycznych (1< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

Slajd nr 20

Tekst slajdu: Nr 3: Kiedy przestrzeń między okładkami płaskiego kondensatora jest całkowicie wypełniona dielektrykiem, natężenie pola wewnątrz kondensatora zmienia się 9-krotnie. Ile razy zmieniła się pojemność kondensatora? A) Zwiększono 3 razy. B) Zmniejszono 3 razy. C) Zwiększono 9 razy. D) Zmniejszone 9 razy. E) Nie uległo zmianie.

Slajd nr 21

Tekst slajdu: Nr 4: Ładunek dodatni umieszczono w środku grubościennej, nienaładowanej metalowej kuli. Która z poniższych figur odpowiada rozkładowi linii pola elektrostatycznego?

Slajd numer 22

Tekst slajdu: Nr 5: Który z poniższych rysunków odpowiada rozkładowi linii pola dla ładunku dodatniego i uziemionej metalowej płaszczyzny?

Slajd nr 23

Tekst slajdu: Referencje Kasyanov, V.A. Fizyka, klasa 10 [Tekst]: podręcznik dla szkół średnich / V.A. Kasjanow. – Spółka z oo „Drofa”, 2004 r. – 116 s. Kabardin O.F., Orlov V.A., Evenchik E.E., Shamash S.Ya., Pinsky A.A., Kabardina S.I., Dik Yu.I., Nikiforov G.G., Shefer N.AND. "Fizyka. Klasa 10”, „Oświecenie”, 2007

Slajd nr 24

Tekst slajdu: Wszystko =)