Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Проводник
Поверхностная плотность заряда
Диэлектрик
Диэлектрическая проницаемость
Понятия и величины

Явления:
Электростатическая индукция
Поляризация диэлектрика

Практическое применение:
электростатическая
защита

Проводниками называются вещества, по которым могут свободно перемещаться электрические заряды.
К проводникам относятся металлы (свободные электроны), электролиты (положительные и отрицательные ионы), плазма (свободные электроны и ионы).
Проводник

В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды . Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами.
Электростатическая индукция

Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника.

Силовые линии внешнего поля заканчиваются на индуцированных зарядах на поверхности проводника.
Внутри проводника силовых линий нет.
Замкнутая проводящая оболочка защищает все, что находится внутри ее.
(на этом основана электростатическая защита).
Электростатическая защита

Поле в металлической плоскости равно нулю

Рассмотрим проводник сферической формы.
Пусть его заряд q равномерно распределен по поверхности площадь
которой s.
Величина, равная заряду на единице площади поверхности называется поверхностной плотностью заряда: σ=q/s
Поверхностная плотность заряда

Диэлектрики (изоляторы) – вещества, в которых практически отсутствуют свободные носители зарядов.
Диэлектриками являются все неионизированные газы, некоторые жидкости (дистиллированная вода, спирт и др.),твердые тела (стекло, эбонит, фарфор, слюда и др.).
Диэлектрик

При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле в нем возникает некоторое перераспределение зарядов
На поверхности диэлектрического образца появляются избыточные нескомпенсированные связанные заряды.
Связанные заряды создают электрическое поле, которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля.
Поляризация диэлектрика

Неполярный диэлектрик состоит из атомов или молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.
Полярный диэлектрик состоит из молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают.
Виды диэлектриков

Поляризация полярного диэлектрика

Поляризация неполярного диэлектрика

Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества:
Диэлектрическая проницаемость