Поляризация диэлектрика. Поляризованность. Электрическое смещение. Диэлектрическая проницаемость.

Диэлектрик, помещенный во внешнее электрическое поле, поляризуется под действием этого поля. Поляризацией диэлектрика называется процесс приобретения им отличного от нуля макроскопического дипольного момента.

Степень поляризации диэлектрика характеризуется векторной величиной, которая называется поляризованостью или вектором поляризации (P). Поляризованность определяется как электрический момент единицы объема диэлектрика:

(если поляризация однородна)

(если поляризация неоднородна)

где – дипольный электрический момент i -той молекулы;

– единица объема диэлектрика.

Электрическое смещение – векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации:

где – электрическая постоянная;

– напряженность электрического поля, В/м;

– вектор поляризации, Кл/м².

Диэлектрическая проницаемость среды (относительная) – физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды и показывающая, во сколько раз собственное поле диэлектрика меньше, чем полное поле:

где – внешнее поле, В/м;

– полное поле, В/м;

– собственное поле диэлектрика, В/м.

 

Электрический ток и его характеристики. Условия существования тока.

Электрический ток – любое упорядоченное движение носителей электрического заряда.

Наличие электрического поля и свободных электрических зарядов – непременные условия существования тока.

За направление тока принимается направление движения положительных зарядов.

Количественной характеристикой интенсивности движения зарядов является сила тока i – скалярная физическая величина, модуль которой равен абсолютной величине заряда, прошедшего через данную поверхность S за единицу времени:

где – заряд, прошедший через S за время dt.

Ток называется стационарным или постоянным, если он не изменяется ни по модулю, ни по направлению:

где q – заряд, прошедший через данную поверхность S за конечный промежуток времени t.

Ток называется переменным, если он изменяется и по модулю и по направлению:

 

Сторонние силы. Электродвижущая сила.

В замкнутой цепи, наряду с нормальным движением зарядов, должны быть участки, на которых движение (положительных) зарядов происходит в направлении возрастания потенциала, т.е. против сил электрического поля. Перемещение заряда на этих участках возможно лишь с помощью сил неэлектрического происхождения (сторонних сил): химические процессы, диффузия носителей заряда, вихревые электрические поля.

Величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда в цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС), действующей в цепи: