Электрический диполь. Электрический момент диполя. Момент сил, действующих на диполь во внешнем электрическом поле

Энергия системы точечных зарядов. Энергия заряженного проводника.

даже у отдельного точечного заряда q имеется какая-то электростатическая энергия. Поле в этом случае дается выражением так что плотность энергии на расстоянии r от заряда равна

За элемент объема можно принять сферический слой толщиной dr, по площади равный 4πr². Полная энергия будет

Энергия заряженного конденсатора. Пусть потенциал обкладки конденсатора, на которой находится заряд + q, равен, а потенциал обкладки, на которой находится заряд - q, равен. Энергия такой системы

Энергию заряженного конденсатора можно представить в виде

Электрический диполь — идеализированная электронейтральная система, состоящая из точечных и равных по абсолютной величине положительного и отрицательного электрических зарядов.

Другими словами, электрический диполь представляет собой совокупность двух равных по абсолютной величине разноимённых точечных зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

Слева силовые линии диполя, справа — пример диполя (молекула воды).

Дипольный момент — векторная физическая величина, характеризующая электрические свойства системы заряженных частиц (распределения зарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на нее внешних полей.

Простейшая система зарядов, имеющая ненулевой дипольный момент — это диполь (две точечные частицы с одинаковыми по величине разноимёнными зарядами). Электрический дипольный момент такой системы по модулю равен произведению величины положительного заряда н а расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному, или:

, где — величина положительного заряда, — вектор с началом в отрицательном заряде и концом в положительном.

Во внешнем электрическом поле на электрический диполь действует момент сил который стремится повернуть его так, чтобы дипольный момент развернулся вдоль направления поля.

Диэлектрики и их классификация. Определение вектора поляризации и диэлектрической восприимчивости. Поляризация полярных и неполярных диэлектриков.

Диэлектрик (изолятор) — вещество, плохо проводящее электрический ток.

Основное свойство диэлектрика — способность поляризоваться во внешнем электрическом поле.

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей под воздействием внешнего электрического поля, других внешних сил или спонтанно.

Поляризацию диэлектриков характеризует вектор поляризации. Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации называют просто поляризацией.

Диэлектрическая восприимчивость (поляризуемость) вещества — физическая величина, мера способности вещества поляризоваться под действием электрического поля. Диэлектрическая восприимчивость χ_ε — коэффициент линейной связи между поляризацией диэлектрика P и внешним электрическим полем E в достаточно малых полях:

, где ε₀ — электрическая постоянная; произведение ε₀χ_ε называется абсолютной диэлектрической восприимчивостью.

В случае вакуума χ_ε = 0.

У диэлектриков, как правило, она положительна. Диэлектрическая восприимчивость измеряется в ничём (безразмерная величина).

Ряд диэлектриков проявляют особые физические свойства. К ним относятся пьезоэлектрики (которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности, или наоборот), пироэлектрики (поляризация в отсутствие внешних воздействий), сегнетоэлектрики (обладающие в определённом интервале температур собственным дипольным моментом), и.т.д.

Дата добавления: 2014-12-25