Напряженность поля в диэлектрике
Поместим пластину однородного диэлектрика в электрическое поле между двумя бесконечными параллельными разноименно заряженными плоскостями (рис.1.19). Под действием внешнего поля диэлектрик поляризуется, в результате чего, на боковой грани диэлектрика, обращенной к положительной плоскости, появляется избыток отрицательных зарядов с поверхностной плотностью -s¢, а на противоположной - избыток положительных зарядов с поверхностной плотностью +s¢. Эти не скомпенсированные заряды называются связанными и они создают свое собственное добавочное поле
, направленное против внешнего поля
. На рисунке 1.19 сплошными стрелками обозначены силовые линии внешнего поля
, а пунктирными - поля
. Поэтому результирующая напряженность поля
в диэлектрике меньше
на величину
:
.
![]() |
Напряженность собственного добавочного поля диэлектрика можно определить с помощью формулы для напряженности поля между параллельными бесконечными заряженными плоскостями:
. Определим поверхностную плотность связанных зарядов s¢. Для однородного диэлектрика, занимающего объем V, полный дипольный момент равен
, где S ‑ площадь боковой грани пластины, d - ее толщина. С другой стороны,
, где
‑ связанный заряд боковой грани. Поскольку
, то
. Отсюда имеем
, следовательно
. Отсюда, плотность связанных зарядов s¢ равна поляризованности диэлектрика Ре. Таким образом, напряженность поля внутри диэлектрика можно записать в виде:
. Так как Ре=e0æЕ, то
. Отсюда
и
. Ранее было показано, что относительная диэлектрическая проницаемость среды e есть отношение сил взаимодействия зарядов в вакууме F0 и в данной среде F. Так как напряженности поля пропорциональны этим силам, то
. Подставив это соотношение в последнюю формулу, получим:
.
Таким образом, диэлектрическая проницаемость среды показывает во сколько раз напряженность поля в диэлектрике уменьшается по сравнению с напряженностью внешнего поля, а также количественно характеризует способность диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 875;