Поляризация полярных диэлектриков.
Помещение полярного диэлектрика в электростатическое поле (например, между двумя заряженными пластинами) приводит к развороту и смещению до этого хаотически ориентированных диполей вдоль поля.
Разворот происходит под действием пары сил, приложенных со стороны поля к двум зарядам диполя.
Смещение диполей называется поляризацией. Однако из-за теплового движения происходит лишь частичная поляризация. Внутри диэлектрика положительные и отрицательные заряды диполей компенсируют друг друга, а на поверхности диэлектрика появляется связанный заряд: отрицательный со стороны положительно заряженной пластины, и наоборот.
Поляризация неполярных диэлектриков.
Неполярный диэлектрик в электрическом поле также поляризуется. Под действием электрического поля положительные и отрицательные заряды в молекуле смещаются в противоположные стороны, так что центры распределения зарядов смещаются, как у полярных молекул. Ось наведенного полем диполя ориентирована вдоль поля. На поверхностях диэлектрика, примыкающих к заряженным пластинам, появляются связанные заряды.
Поляризованный диэлектрик сам создает электрическое поле .
Это поле ослабляет внутри диэлектрика внешнее электрическое поле . Степень этого ослабления зависит от свойств диэлектрика. Уменьшение напряженности электростатического поля в веществе по сравнению с полем в вакууме характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью среды.
Относительная диэлектрическая проницаемость среды ɛ — это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электростатического поля E внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля E0 в вакууме:
В соответствии с этим сила взаимодействия зарядов в среде в ɛ раз меньше, чем в вакууме:
.
ε 0 = 8,85∙10–12 Ф/м – электрическая постоянная.
Решите самостоятельно:
1. Разность потенциалов между двумя заряженными плоскопараллельными пластинами в воздухе 200 В После их погружения в жидкий аммиак разность потенциалов оказалась равной 8 В. Чему равна диэлектрическая проницаемость аммиака? [25]
2. Две плоскопараллельные пластины, имеющие заряды Q = +1 мкКл, погружены в керосин с диэлектрической проницаемостью ε = 2. Определите силу взаимодействия пластин Площадь каждой пластины конденсатора S = 25 см.