Диэлектриктер және олардың поляризациясы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Диэлектриктер және олардың поляризациясы

Диэлектриктер – электр өткізбейтін заттар оң зарядтар мен теріс
заряттардың тең мөлшерде болып келетін молекулалардан немесе диэлектрик
ішінде емін-еркін қозғала алмайтын иондардан тұрады. Сыртқы электрлік
күшткрдің әсерімен диэлектриктегі зарядтар не азғана ығысады, не өздерінің
орналасу бағытын өзгертеді. Сөйтіп диэлектриктер бейтарап денелер болып
табылады. Диэлектриктер тобына эбонит, фарфор, сияқты қатты денелер және
сұйықтармен газдар жатады.
Егер диэлектрикті электр өрісіне енгізсек онда бұл өрісте
диэлектриктің өзі де елеулі өзгерістерге ұшырайды. Молекулалардың
өлшемдерімен салыстырғанда анағұрлым үлкен қашықтықтар үшін электрондардың
әселі қандай да бір нүктеде орналастырылған молекуланың ішіндегі олардың
зарядтар қосындысының әсеріне эквивалентті болады. Осындай нүктені теріс
зарядтың ауырлық центрі деп атайды. Осы сияқты ядролардың оң зарядтардың
ауырлық центріне орналастырылған олардың зарядтар әсеріне эквивалентті
болады.
Сыртқы электр өрісі болмаған кезде оң және теріс зарядтардың ауырлық
центрі бір-біріне қатысты дәл келуі немесе ығысқан жағдайда молекула электр
дипольге еквиволентті болады, сөйтіп оны полюсті деп атайды. Оның
меншікті электрлік моменті Р-ға тең болады. Электр өрісі жоқ болғанда әр
таңбалы зарядтардың ауырлық центрлері біріккен меншікті электрлік
моменттерге ие болмайтын молекулалар полюссіз деп аталады. Сыртқы электр
өрісінің әсерінен полярлық емес молекулалардағы зарядтарды салыстырсақ,
онда оң зарядтар өріске қарсы ығысады. Сөйтіп молекула электрлік моментке
ие болады, ал оның шамасы өріс кернеулігіне Е пропорционал:

Р= ЕоЕ.
Полюссіз молекула сыртқы өрісте өзін серпімді диполь, полюсті молекула
сыртқы электр өрісінде өзін қатаң диполь ретінде ұстайды.
Иондық кристалдарда және молекулалар өздерінің даралығын жоғалтады.
Кристал тұтас алғанда молекула сияқты көрінеді. Иондық кристалдар торын бір-
біріне негізделген, бірі оң, екіншісі теріс иондардан жалғанған екі тор
ретінде қарастыруға болады. Кристалдардың иондарындасыртқы өріс әсер
еткенде олар бір-біріне қатысты ығысады да диэлектриктердің
полияризациялануын туғызады.
Егер де диэлектрикке қандай да бір зарядталған денені жақындатсақ,
онда диэлектриктерді зарядтар орын ауыстырмайды, тек бір бағытта ыңғайласып
орналасатын болады. Осының нәтижесінде диэлектриктердің жақындатқан дене
жақ ұшына зарядтар пайда болады. Диэлектриктің осындай күйі поляризация
күйі деп аталады.
Диэлектрик жағдайында тұтасымен алғанда молекулалар бейтарап және
көршілес тұрған молекулалардың зарядтары бірін-бірі теңгереді. Бірақ
диэлектриктердің сыртқы бетінде зарядтар теңгеріле алмайды. Мысалы;
зарядталған екі пластинканың электр өрісіне (Е) біртекті диэлектрик
ендірсек онда теріс пластинка жақтағы диэлектрик бетінде теңгерілмеген оң
заряд, ал оң пластинка жақтағы бетінде теріс заряд пайда болады. Бұл
зарядтар байланысқан зарядтар деп аталады. Сөйтіп бұл зарядтар диэлектрик
беттерінде тұрады б+ және б беттік тығыздық пен орналасқан деуімізге
болады. Осының нәтижесінде диэлектриктер ішінде қосымша (Е) электр өрісі
пайда болады. Оны диэлектриктердің поляризациясы тудырады да, бағытты жазық
конденсатор астарларының арасындағы өріс бағытына қарама-қарсы болады. Ал
қорытқы электр өрісінің (Е) бағыты алғашқы электр өрісінің бағытына сәйкес
келеді.
Сыртқы электр өрісі болмаған кезде диэлектрик молекулаларының
дипольдік моменттері нольге немесе х ості түрде бөлініп таралған болады. Ал
сыртқы өріс әсерінен диэлектрик поляризацияланады да оның қорытқы электрлік
моменті нөлден өзгеше болады. Диэлектриктің поляризациалануы дәрежесін
сипаттайтын шама ретінде бірлік көлемдегі оның электрлік моменті алынады:

Р=---
(1)
Осы Р шамасы диэлектің поляризациялану векторы деп аталады
Поляризация векторы 1клм – пен өлшенеді
Сонымен диелектриктің беткі жағындағы поляризацияланған заряд: =
б S, мұндағы S – жазығында плостинканың ауданы, 0 – зарядтық беттің
тығыздығы. Егер осы өрнектің екі жағын да L векторында көбейтсек:

L= б SL.
(2)
Сонда беттік зарядтың l векторына көбейтіндісі, яғыни диэлектриктің бірлік
көлеміндегі электрлік моменті немесе поляризациясы векторы:

Р= 0 SL
(3)
Біртекті поляризациоланған диэлектрикте поляризация векторы тұрақты және
диэлектриктегі зарядтық бетін тығыздығы 0 =Р болса онда зарядтың бетін
тығыздығы сан жағына поляризация векторының тнормаль құраушылығына тең
(0=Р=l Е) екенін ескеріп поляризация векторын былайша жазамыз:
Р=l Е,
(4)
Мұндағы l0 - өлшемсіз шама, оны диэлектрик өтімділік деп атайды. Ал
ЕоЕ=ЕР өріс кернеуінің нормаль ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.