Dielektriklarning qutblanishi Reja: Elektr maydonidagi dielektriklar. Qutbli va qutbsiz dielektriklar

Dielektriklarning qutblanishi
Reja:


1.Elektr maydonidagi dielektriklar.
2. Qutbli va qutbsiz dielektriklar.
3. Dielektrik qutblanishlarning asosiy turlari.

Elektr maydonidagi dielektriklar.
Dielektrikning muhim xususiyatlaridan biri, uning tashqi elektr maydonida qutblanishidir. Qutblanish deganda dielektrikda elektr maydoni ta'sirida zaryadlangan zarrachalarning fazoviy joylashuvini o`zgartirish holati tushuniladi. Elektr maydoni ta'sirida bo`lgan dielektrik ikki vektor qiymat–elektr maydon kuchlanganligi (E) va qutblanganlik bilan ifodalanadi. Elektr maydon kuchlanganligi zaryadlangan jism yoki zarrachalarning elektr maydonidagi ta'sir kuchini ifodalaydi.
Elektrostatikaning asosiy qonuni (Kulon qonuni) ga asosan bir jinsli dielektrikning biror bir muhitda joylashgan va bir-biridan R masofada bo`lgan ikki nuqtaviy zaryad (q<sub>1</sub>, q<sub>2</sub>) orasidagi mexanik ta'sir kuchi quyidagicha aniqlanadi (1 –rasm) :
N (1.1)
bunda R– nuqtaviy zaryadlarni tutashtiruvchi chiziq yo`nalishidagi birlik vektori, m; e_r - nisbiy dielektrik singdiruvchanlik;
e₀ – elektr doimiysi ( ). q qiymatli nuqtaviy zaryadning R masofada vujudga keltiradigan elektr maydon kuchlanganligi Kulon qonuniga asosan quyidagicha ifodalanadi:
, (1.2)
Ikki yassi qoplama (elektrod) lar orasiga o`zgarmas h qalinlikdagi dielektrik joylashtirilsa, bu dielektrikning istalgan nuqtasidagi elektr maydonining kuchlanganligi o`zgarmas bo`lib, u quyidagicha aniqlanadi:
(1.3)

bunda U -yassi qoplamalar orasidagi kuchlanish, V.



Agar ichki va tashqi radiuslari r₁, r₂ bo`lgan qoplamalar orasiga dielektrik joylashtirilsa va tsilindrik kondensator vujudga keltirilsa, o`q yo`nalishi bo`ylab x masofadagi elektr maydon kuchlaganligi quyidagicha aniqlanadi.
(1.4)
Agar tashqi elektr maydoni bo`lmaganda dielektrik hajmidagi zarrachalar elektr momentiga ega bo`lmaydi. Chunki dielektrik hajmidagi molekula zaryadlarining algebraik yig`indisi nolga teng bo`ladi.
Tashqi elektr maydoni ta'sirida dielektrik molekulalari tartibli joylashadi (2-rasm). Bunda dielektrikning elektr momenti noldan farq qiladi. Qutblanganlik dielektrikning ma'lum bir nuqtasi uchun elektr maydon kuchlanganligiga to`g`ri proportsional bo`ladi:
(1.5)
bunda k<sub>e</sub>–dielektrik qabul qiluvchanlik; k<sub>e</sub> e<sub>0</sub>-absolyut dielektrik qabul qiluvchanlik.
Qutblanish moduli quyidagicha ifodalanadi:
[ Р ] = s<sub>б</sub> Кl / m<sup>2</sup> (1.6)
Bu ifodadan, qutblanganlikning dielektrikdagi bog`langan zaryadlarining sirt zichligiga tengligi kelib chiqadi. Bundan tashqari elektr siljish yoki elektr induktsiya dielektrikning berilgan nuqtasida elektr maydoni kuchlanganligi vektorining elektr doimiysiga ko`paytmasi bilan shu nuqta qutblanish vektorining geometrik yig`indisidan iborat bo`ladi :
= e<sub>0</sub> + (1.7)
Elektr kuchlanganlik va elektr maydon orasida quyidagi bog`lanish mavjud:
= e_r e₀ (1.8)
Bu ikki formuladan dielektrik singdiruvchanlik va dielektrik qabul qiluvchanlik orasidagi bog`lanishni topamiz:
e<sub>r</sub> = 1 + k<sub>э</sub>
Bu formulaga asosan barcha moddalarning dielektrik sing-diruvchanligi birdan yuqori bo`lib, faqat vakuum uchun k_э = 0 .
Qutblanish jarayoni elektr maydon ta'sirida bo`lgan dielektrikda sodir bo`ladigan jarayonlardan bo`lib, bunda zaryad ma'lum yo`nalishga ega bo`ladi. Bu jarayon butun dielektrik hajmi bo`yicha kuzatiladi va zaryadlar qoplamalar yaqinida to`planadi. Dielektrikda joylashgan zaryadlarning ishorasi qoplamalardagi elektr maydon ishorasiga teskari bo`ladi va bu jarayon qutblanish deb ataladi. Agar dielektrik elektr maydonidan chiqarilsa zaryadlar o`zining asl holatiga qaytadi 3 a -rasm.



Ikki metall qoplama orasiga dielektrik joylashtirib kondensator hosil qilib, uning qoplamalaridagi erkin zaryadlar yig`indisini q bilan belgilasak, u holda :