Диэлектрическая проницаемость и ее связь с диэлектрической восприимчивостью

Диэлектрическая проницаемость среды ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха и большинства других газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой плотности).

Относительная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков составляет десятки и сотни тысяч.

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

,где — электрическая постоянная; произведение называется абсолютной диэлектрической восприимчивостью. В случае вакуума

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

Поляризуемость связана с диэлектрической проницаемостью ε соотношением: , или .

Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.

На поверхности раздела двух диэлектриков с различными абсолютными диэлектрическими проницаемостями и равны между собой касательные составляющие напряженности поля:

и нормальные составляющие вектора электрического смещения:

Условия можно представить и в таком виде:

Из данных граничных условий можно получить еще одно условие – условие преломления линий поля при переходе их из одного диэлектрика в другой:

где и – углы между вектором напряженности (или смещения) и нормалями к границе раздела сред.

При этом, если вектор напряженности перпендикулярен к границе раздела, то электрическое смещение не меняется при переходе из одной среды в другую, а напряженность поля меняется скачком.

При переходе через границу раздела двух диэлектриков электрический потенциал не претерпевает скачков.

Закон преломления линий тока по форме вполне аналогичен закону преломления линий электрического смещения на границе двух диэлектриков в электростатическом поле.

Во многих практических случаях мы встречаемся с переходом тока из металлических тел в окружающую среду, удельная проводимость которой во много раз меньше удельной проводимости материала этих тел. Такие условия имеют место, например, в случае перехода тока через зарытые в землю металлические электроды. Обычно применяют стальные электроды.

Закон преломления силовых линий на поверхности раздела двух диэлектриков. Свойства силовых линий Б и Е на поверхности раздела диэлектриков.

На границе двух диэлектриков с различными диэлектрическими проницаемостями 1, и 2 при наличии внешнего поля возникают поляризационные заряды разного знака с различными поверхностными плотностями зарядов +1' и +2'.

Из данных граничных условий можно получить еще одно условие – условие преломления линий поля при переходе их из одного диэлектрика

в другой:

,где и – углы между вектором напряженности (или плотности тока) и нормалями к границе раздела сред. При этом, если вектор напряженности перпендикулярен к границе раздела, то плотность тока не меняется при переходе из одной среды в другую, а напряженность поля меняется скачком.

Закон преломления линий тока по форме вполне аналогичен закону преломления линий электрического смещения на границе двух диэлектриков в электростатическом поле.

Во многих практических случаях мы встречаемся с переходом тока из металлических тел в окружающую среду, удельная проводимость которой во много раз меньше удельной проводимости материала этих тел. Такие условия имеют место, например, в случае перехода тока через зарытые в землю металлические электроды. Обычно применяют стальные электроды.

Дата добавления: 2014-12-25