Во внешнем электрическом поле. На рис.3.2 показано расположение молекул-диполей на поверхности и внутри диэлектрика, представляющего собой прямоугольную пластину длиной и площадью

На рис.3.2 показано расположение молекул-диполей на поверхности и внутри диэлектрика, представляющего собой прямоугольную пластину длиной и площадью поперечного сечения S, во внешнем однородном электростатическом поле напряженности .

Из рис.3.2 видно, что внутри происходит компенсация зарядов соседних молекул (суммарный заряд, заключенный в областях, ограниченных замкнутыми пунктирными линиями, равен нулю). Некомпенсированными остаются связанные заряды молекул на противоположных гранях диэлектрика (см.рис.3.2).

Рис.3.2. Расположение диполей на поверхности диэлектрика и внутри него

Под действием поля молекула приобретает индуцированный дипольный момент , пропорциональный :

, (3.9)

где – скалярная величина, называемая поляризуемостью молекулы.

Введение понятия дипольного момента молекулы позволяет описать ее поведение и соответственно поведение самого диэлектрика в электрическом поле.

На основе рис.3.2 можно получить несколько упрощенных схем диэлектрика (рис.3.3), что позволяет вывести ряд формул. Некоторые из них приведены ниже.

Электрическое поле диэлектрика эквивалентно электрическому полю плоского конденсатора с поверхностной плотностью заряда его пластин, равной (см.рис.3.3,а). Следовательно,

. (3.10)

1. Диэлектрик подобен большой полярной молекуле (см.рис.3.3,б). Рассчитаем модуль вектора поляризованности на основании (3.4):

,

, (3.11)

где P_n – проекция вектора на направления нормали к поверхности диэлектрика (рис.3.3,в P_n=P для правой грани).

2. Все индуцированные дипольные моменты молекул направлены вдоль линии , также направлен и вектор поляризации (см.рис.3.3,в).

Полярный диэлектрик