Линии напряженности (силовые линии) электрического поля вблизи поверхности проводника в любой точке перпендикулярны к его поверхности

Диэлектрики – тела, не проводящие электрический ток (в силу отсутствия в них свободных зарядов). Все заряды в диэлектрике – связанные.

Два вида диэлектриков: полярные и неполярные.

В атомах неполярных диэлектриков центры распределения отрицательного и положительного зарядов совпадают.

Неполярные диэлектрики: инертные газы, кислород, водород, бензол, полиэтилен и др.

В молекулах полярных диэлектриков центры распределения отрицательного и положительного зарядов не совпадают; молекулы представляют собой электрические диполи – систему из двух точечных зарядов, равных по модулю и противоположных по знаку, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

Полярные диэлектрики: спирты, вода и пр.

Поляризация диэлектриков – явление смещения положительных и отрицательных связанных зарядов диэлектрика в противоположные стороны (в полярных диэлектриках происходит преимущественная ориентация диполей вдоль линий напряженности внешнего электрического поля; в неполярных диэлектриках происходит смещение положительных и отрицательных зарядов молекул в противоположные стороны и появление диполей, оси которых направлены вдоль линий внешнего поля).

В результате поляризации на поверхности диэлектрика возникают связанные заряды, поле которых направлено противоположно внешнему полю. Из-за этого внешнее электрическое поле внутри диэлектрика ослабляется.

Диэлектрическая проницаемость среды – безразмерная физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электрического поля внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля в вакууме: .

Формулы для расчета силы взаимодействия точечных зарядов, напряженности и потенциала поля в однородном диэлектрике:

– сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов.

–напряженность электрического поля точечного заряда и заряженнойсферы (вслучае r ≥ R)

– напряженность электрического поля заряженной плоскости.

–потенциал поля точечного заряда и заряженной сферы (в случае r ≥ R).

Электроемкость уединенного проводника и уединенного проводящего шара. Eдиница электроемкости в СИ. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Законы последовательного и параллельного соединения конденсаторов. Энергия электрического поля заряженного конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля

Электроемкость уединенного проводника – физическая величина, равная отношению заряда на проводнике к его потенциалу: .

Электроемкость уединенного проводящего шара: , где R – радиус шара, ε – диэлектрическая проницаемость среды, окружающей шар (для вакуума ε = 1).

Электроемкость уединенного проводника определяется его геометрической формой, размерами и электрическими свойствами среды, в которую он помещен (диэлектрической проницаемостью ε).

Единица электроемкости в СИ: 1Ф (фарад) = 1 Кл/В.

Радиус шара с электроемкостью 1Ф составлял бы 8,99 млн. км.

На практике применяют дольные единицы электроемкости:

1пФ = 10^-12Ф; 1нФ = 10^-9Ф; 1мкФ = 10^-6Ф.

Конденсатор – система, состоящая из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Электроемкость конденсатора – физическая величина, равнаяотношению заряда одного из проводников к разности потенциалов между проводниками: С = q/U.