Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Вметаллах электроны, расположенные дальше от ядра, слабо удерживаются и
покидают своё место. Вещества, в которых есть такие свободные электроны,
являются проводниками.

В неметаллах электроны прочно удерживаются в своих атомах и не могут двигаться
свободно. Такие вещества являются диэлектриками.

1) В металлическом теле под действием внешнего

Электрического поля с напряжённостью Ei свободные

электроны перемещаются к одной поверхности, которая

получает отрицательный заряд. Противоположная

сторона получает положительный заряд. В проводнике

создаётся    внутреннее      электрическое    поле

напряжённостью Е2, направленное встречно внешнему.

При равенстве напряжённостей E1 и Е2 разделение зарядов прекращается,

результирующая напряжённость электрического поля равна нулю: Е_Рез= E1 – Е2 = 0.

                          Вывод:
электростатическое поле в проводнике существовать не может.

2)При внесении диэлектрика в электрическое поле
происходит его поляризация - ограниченное смещение
заряженных частиц в молекуле или ориентация диполей.
Поляризованные молекулы располагаются вдоль линий
напряжённости внешнего поля Ei. Вектор
напряжённости внутреннего поля Е2 направлен
противоположно E1: Е_рез = E1 - Е2 = 0 , где E1 > E2.

                        Вывод:
при внесении диэлектрика основное поле ослабляется.

Согласны ли вы с утверждениями:

1. Напряжённость электрического поля - векторная величина, численно равная отношению силы,
действующей на заряд, помещённый в данной точке пространства , к величине этого заряда.

2. Электрический потенциал - отношение потенциальной энергии заряженной частицы,
помещенной в данную точку электрического поля, к величине её заряда.

3. Потенциальная энергия частицы в электрическом поле постоянна независимо от положения и равна
нулю за пределами поля.

4. Электрическое напряжение представляет собой отношение работы, совершаемой при перемещении
заряда из одной точки в другую, к величине этого заряда.

5. Напряжённость электрического поля, при которой происходит пробой диэлектрика, называется
диэлектрической проницаемостью.

6. 1 Вольт - это такое напряжение, при котором на участке цепи совершается работа, равная 1 Кулону.

7. Вещества, в которых есть свободные электроны, являются проводниками.

8. Если электроны прочно удерживаются в своих атомах и не могут двигаться свободно, такие
вещества являются диэлектриками.

9.  Результирующая напряжённость электрического поля при внесении в него диэлектрика становится
равной нулю.

10. Поляризация - ограниченное смещение заряженных частиц в молекуле или ориентация диполей.

Электрическая ёмкость, конденсаторы

Электрическая ёмкость

В электротехнике применяют устройства, предназначенные для создания

электрического поля и хранения его энергии - конденсаторы. Электрическое поле

между обкладками конденсатора создаётся вследствие разделения зарядов в

процессе переориентации электрических  диполей диэлектрика вдоль

электромагнитного поля.

Устройства, обладающие свойством накапливать на своих обкладках электрические

заряды, равные по величине и противоположные по знаку, называются

Конденсаторами.

Электрическая ёмкость между двумя проводниками (пластинами конденсатора) -

величина, равная отношению электрического заряда одного проводника к разности

потенциалов между ними:

где: С - Электрическая ёмкость конденсатора (Ф)

        Q - электрический заряд одной из пластин (Кл)

        U - разность потенциалов между пластинами (В)

Ёмкость конденсатора определяется его геометрическими характеристиками и относительной диэлектрической проницаемостью диэлектрика, помещенного между пластинами. Например:

емкость плоского конденсатора С =  , ёмкость цилиндрического конденсатора С =

где: S        - площадь одной пластины (м²)

  d    - расстояние между пластинами (м)

  l    - высота цилиндра (м)

   R1      - радиус внутренней обкладки (м)

  R₂    - радиус внешней обкладки (м)

 - электрическая постоянная и относительная диэлектрическая проницаемость.
На практике используют следующие единицы ёмкости: пФ= 10 ¹² Ф , нФ= 10 ⁹ Ф , мкФ= 10 ⁶ Ф