Уменьшится и станет равной

В непроводящих материалах, называемых диэлектриками, отсутствуют свободные заряды, т.е. заряды, способные перемещаться в электрическом поле на значительные расстояния. Поэтому при помещении диэлектрика во внешнее электрическое поле в нем не возникает электрический ток.

Различают полярные и неполярные диэлектрики. В молекулах полярных диэлектриков центры положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Такие молекулы характеризуют особой величиной, называемой дипольным моментом. Дипольный момент определяется соотношением

,

в котором - величина одного из зарядов, - расстояние между ними. Вектор направлен от отрицательного к положительному заряду. К числу полярных диэлектриков относятся вещества, молекулы которых имеют ассиметричное строение, например H₂O, NH₃, SO₂, CO.

В молекулах неполярных веществ в отсутствие электрического поля центры положительных и отрицательных зарядов совпадают. Это вещества, молекулы которых имеют симметричное строение, например N₂, H₂, O₂, CO_2, CH_{4 .}

При внесении полярной молекулы в однородное электрическое поле на каждый из зарядов действуют равные по величине, но противоположные по направлению силы. В результате она поворачивается в направлении си ловой линии поля. Дипольный момент молекулы стремится ориентироваться в направлении внешнего электрического поля. Величина собственного дипольного момента при этом практически не изменяется.

При внесении неполярной молекулы в однородное электрическое поле центры зарядов смещаются. Молекула поляризуется и в результате приобретает дипольный момент. Этот момент при небольших напряженностях пропорционален величине напряженности этого поля.

Как видим, полярные и неполярные молекулы во внешнем электрическом поле поляризуются. Степень поляризации диэлектрика принято характеризовать особой величиной, называемой вектором поляризации. Вектор поляризации равен суммарному дипольному моменту молекул в единице объема диэлектрика

Поместим диэлектрик (полярный или неполярный) в однородное электрическое поле плоского конденсатора. В результате поляризации на противоположных поверхностях диэлектрика появляются нескомпенсированные поляризационные заряды с поверхностной плотностью и . Эти заряды создают свое электрическое поле, направленное в сторону, противоположную внешнему полю. В результате напряженность электрического поля внутри диэлектрика, определяемая векторной суммой

,

.

Здесь – напряженность электрического поля, созданного зарядами обкладок конденсатора.

– напряженность электрического поля поляризационных зарядов.

Из чертежа непосредственно следует вывод о том, что поверхностная плотность поляризационных зарядов численно равна нормальной проекции вектора поляризации.

Дата добавления: 2014-01-06