Поляризация диэлектриков

Заряды бывают свободными и связанными.

Свободные заряды – заряды, которые под воздействием сил поля свободно перемещаются в веществе.

Связанные заряды – заряды, которые входят в состав вещества и неотделимы от него, перемещение их ограничено внутримолекулярными силами.

Под поляризацией понимают упорядоченное изменение расположения связанных зарядов в теле, вызванное электрическим полем. Отрицательные заряды в теле переместятся в сторону более высокого потенциала, а положительные в сторону более низкого потенциала.

Молекулы в электрическом отношении представляют собой диполи, которые под действием поля ориентируются таким образом, чтобы их электрический момент был направлен параллельно вектору напряженности электрического поля.

– электрический момент, направленный от “–” к “+”.

Электрический момент суммы диполей, находящихся в объеме вещества V, отнесенный к объему V, называют вектором поляризации.

; .

В однородных изотропных (свойства одинаковы по всем направлениям) диэлектриках вектор поляризации Р пропорционален напряженности электростатического поля.

,

где k – коэффициент электрической восприимчивости (определяется экспериментально).

Запишем формулу для расчета вектора электрического смещения . Вектор электрического смещения равен сумме двух векторов характеризующих поле в вакууме и поляризованности.

,

где ;

– относительная диэлектрическая проницаемость среды.

;

.

Нарисуем картину поля вокруг плоского конденсатора, внутри которого находиться диэлектрик.

Поле зарядов сориентировано навстречу внешнему полю, поэтому внутри диэлектрика поле слабее, чем внешнее поле.