itciskra.ru
Поляризация позволяет изменять физические свойства диэлектрика и использовать его в различных устройствах и приборах. Она обусловлена внутренней строением материала, так как диэлектрик состоит из нейтральных атомов или молекул, которые под влиянием электрического поля начинают смещаться относительно своего равновесного положения. В результате такого смещения внутри диэлектрика образуются электрические диполи, которые упорядочиваются в направлении внешнего поля.
Особенностью поляризации диэлектрика является то, что она приводит к разделению зарядов внутри материала без переноса зарядов через его границы. То есть, в отличие от проводника, в котором заряды передаются по цепи, в диэлектрике заряды только перераспределяются внутри материала. Это объясняет возможность создания электрического поля в диэлектрике без его энергетических потерь.
Поляризация диэлектрика: основные положения
Атомы и молекулы в диэлектрике ориентируются в соответствии с направлением внешнего электрического поля, и это явление называется ориентационной поляризацией. Если поле меняет свою направленность, то ориентационная поляризация будет меняться соответственно. Однако, после выключения электрического поля, положительные и отрицательные заряды вернутся к исходной конфигурации, и диполь будет снова распределен равномерно.
Другой вид поляризации, который наблюдается в диэлектрике, — это ионная поляризация. В некоторых диэлектриках атомы или молекулы могут обладать постоянными электрическими диполями, которые создаются за счет неравномерного распределения электрических зарядов внутри структуры. Под влиянием внешнего электрического поля, эти диполи будут ориентироваться в соответствии с его направлением, что приведет к ионной поляризации.
В свою очередь, поляризация диэлектрика вызывает изменение электрического поля внутри материала. Диэлектрик ведет себя как диэлектрический конденсатор, где между зарядами, вызванными поляризацией, образуется дополнительное электрическое поле. Это электрическое поле, в сочетании с внешним полем, приводит к общему эффективному полю, которое можно рассматривать как сумму этих двух полей.
Таким образом, основные положения поляризации диэлектрика заключаются в следующем:
- Поляризация связана с перераспределением зарядов внутри материала под воздействием электрического поля.
- Ориентационная поляризация — ориентация атомов или молекул в соответствии с направлением внешнего электрического поля.
- Ионная поляризация — ориентация атомов или молекул с постоянными электрическими диполями в соответствии с внешним полем.
- Поляризация изменяет электрическое поле внутри диэлектрика.
- Общее эффективное поле в диэлектрике — это сумма внешнего поля и поля, созданного поляризацией.
Изучение явления поляризации диэлектрика является важным для понимания и использования электрических свойств материалов и применения их в различных областях науки и техники.
Основное понятие о поляризации
Временная поляризация возникает только во время воздействия внешнего электрического поля на диэлектрик. После прекращения воздействия поля, поляризация также прекращается. Это происходит из-за того, что атомы или молекулы диэлектрика возвращаются в свои исходные положения.
Постоянная поляризация требует длительного воздействия внешнего электрического поля на диэлектрик. В этом случае атомы или молекулы не возвращаются в свои исходные положения после прекращения воздействия поля. Это происходит из-за того, что диэлектрик обладает некоторой памятью о внешнем электрическом поле.
Основным результатом поляризации является смещение зарядов в диэлектрике и появление поляризационного заряда, который создает собственное электрическое поле. Это дополнительное поле изменяет общую картину распределения электрического поля вокруг диэлектрика.
Значение поляризации характеризуется поляризационной энергией и поляризованностью. Поляризационная энергия определяется силой взаимодействия между зарядами, а поляризованность показывает степень поляризации.
- Существует несколько основных механизмов поляризации, таких как электронная поляризация, ионная поляризация, ориентационная поляризация и деформационная поляризация.
- Электронная поляризация обусловлена смещением электронных облаков в атомах или молекулах диэлектрика под воздействием электрического поля.
- Ионная поляризация возникает, когда происходит разделение ионов на положительные и отрицательные веществах.
- Ориентационная поляризация связана с ориентацией диполей векторов в диэлектрике под действием электрического поля.
- Деформационная поляризация проявляется в результате смещения зарядов внутри атома или молекулы под воздействием механических напряжений.
Изучение поляризации диэлектриков имеет большое значение для понимания и применения различных электротехнических и физических процессов, а также находит применение в технологии производства различных устройств и материалов, включая конденсаторы, пластиковые изоляторы, стекло и многие другие.