Соотношения между векторами поля и электрофизическими свойствами среды

Известно, что

(1)

Все диэлектрики поляризуются под действием электрического поля. Все магнетики намагничиваются под действием магнитного поля. Статические диэлектрические свойства вещества могут быть полностью описаны функциональной зависимостью вектора поляризованности P от вектора напряженности электрического поля E (P = P (E)). Статические магнитные свойства вещества могут быть полностью описаны функциональной зависимостью вектора намагниченности M от вектора напряженности магнитного поля H (M = M (H)). В общем случае такие зависимости носят неоднозначный (гистерезисный) характер. Это означает, что вектор поляризованности или намагниченности в точке Q определяется не только значением вектора E или H в этой точке, но и предысторией изменения вектора E или H в этой точке. Экспериментально исследовать и моделировать эти зависимости чрезвычайно сложно. Поэтому на практике часто предполагают, что векторы P и E, а также M и H коллинеарны, и электрофизические свойства вещества описывают скалярными гистерезисными функциями (| P |=| P |(| E |), | M |=| M |(| H |). Если гистерезисными характеристиками вышеназванных функций можно пренебречь, то электрофизические свойства описывают однозначными функциями P = P (E), M = M (H).

Во многих случаях эти функции приближенно можно считать линейными, т.е.

, (2)

где – диэлектрическая восприимчивость; – магнитная восприимчивость вещества.

Если учесть остаточную поляризованность P _r сегнетоэлектрика или остаточную намагниченность M _r ферромагнетика, то

(3)

Тогда с учетом соотношения (1) можно записать следующее

, (4)

где ;

, – соответственно относительная диэлектрическая и магнитная проницаемости вещества:

– абсолютная диэлектрическая проницаемость вещества:

– абсолютная магнитная проницаемость вещества:

Соотношения (2), (3), (4) характеризуют диэлектрические и магнитные свойства вещества. Электропроводящие свойства вещества могут быть описаны законом Ома в дифференциальной форме

,

где – удельная электрическая проводимость вещества, измеряемая в См/м.

В более общем случае зависимость между плотностью тока проводимости и вектором напряженности электрического поля носит нелинейный векторно–гистерезисный характер.

Дата добавления: 2014-01-07