Question

Как диэлектрик влияет на электрическое поле?

Answer 1

Если диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле, то происходит поляризация диэлектрика. При этом процессе молекулы диэлектрика ориентируются по внешнему электрическому полю. На противоположных поверхностях диполя появляются связанные заряды. Это приводит к тому, что в диэлектриках возникает свое электрическое поле, направленное против внешнего, и в сумме поле внутри диэлектрика будет меньше внешнего. Диэлектрическая проницаемость, о которой мы говорили раньше, характеризует способность диэлектрика к ослаблению внешнего поля. 

Внесём полярный диэлектрик в электростатическое поле и посмотрим, что при этом произойдёт. В полярных диэлектриках поляризация происходит в результате переориентации диполей. Когда нет внешнего поля, диполи сориентированы хаотично и суммарное поле внутри вещества равно нулю. Во внешнем поле под действием кулоновских сил происходит поворот диполей. Воздействие внешнего электрического поля испытывают все молекулы диэлектрика. Это приводит к тому, что в диэлектрике возникает собственное электрическое поле. Электрическое поле внутри диэлектриков будет ослаблено по сравнению с внешним полем Е. Наряду с ориентирующим действием кулоновских сил, дипольные молекулы находятся под влиянием теплового движения. Тепловое движение стремится нарушить ориентацию диполей. 

Когда неполярный диэлектрик помещают во внешнее электрическое поле, происходит перераспределение зарядов внутри молекул таким образом, что в целом в диэлектрике появляется собственное поле. В отличие от полярных диэлектриков, здесь нет влияния теплового движения на процесс поляризации.

Answer 2

Диэлектрик — это материал, характеризующийся низкой электропроводностью. Когда диэлектрик помещается в электрическое поле, он взаимодействует с этим полем, влияя на его распределение и характеристики. Вот как диэлектрик влияет на электрическое поле:

1. Поляризация: Когда диэлектрик помещается в электрическое поле, атомы и молекулы внутри диэлектрика подвергаются поляризации. Это означает, что электроны в атомах начинают смещаться в сторону, противоположную направлению электрического поля, а ядра атомов смещаются в противоположном направлении. Это создает дипольные моменты внутри диэлектрика.

2. Индукция поляризации: Поляризация диэлектрика приводит к созданию дополнительного электрического поля, называемого индуцированным полем. Это поле направлено противоположно внешнему электрическому полю и служит для ослабления внешнего поля внутри диэлектрика.

3. Уменьшение напряженности поля: Поскольку диэлектрик создает индуцированное поле, направленное в противоположном направлении, эффективная напряженность поля внутри диэлектрика уменьшается. Это означает, что для поддержания того же значения напряженности поля внутри диэлектрика требуется меньше внешнего электрического напряжения.

4. Увеличение емкости конденсатора: Диэлектрики широко используются в конденсаторах для увеличения их емкости. Поскольку емкость конденсатора пропорциональна диэлектрической проницаемости материала, добавление диэлектрика между обкладками конденсатора приводит к увеличению его емкости.

5. Изоляция: Диэлектрики также используются в электрических системах в качестве изоляционных материалов. Их низкая электропроводность предотвращает протекание тока через изоляцию, обеспечивая безопасность и надежность работы электрических устройств.

Таким образом, диэлектрик влияет на электрическое поле, изменяя распределение зарядов, уменьшая напряженность поля внутри себя и обеспечивая эффективную изоляцию в электрических системах.