Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Потенциал (10 класс)

1.

ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ В
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ.
ПОТЕНЦИАЛ.
10 класс

2.

вещества
проводники
полупроводники
диэлектрики

3.

ПРОВОДНИКИ
Содержат большое количество свободных зарядов –
электронов (металлы) и ионов (растворы электролитов).
При помещении в электростатическое поле свободные
заряды начинают перемещаться, возникнет электрический
ток.

4.

ПРОВОДНИКИ В
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Происходит перераспределение заряда – свободные
электроны двигаются до тех пор, пока поле в проводнике не
обратится в нуль.
Электрический заряд располагается на поверхности как в
случае заряженного, так и в случае незаряженного
проводника.
При равновесии зарядов напряженность поля внутри
изолированного проводника равна нулю.

5.

ПРОВОДНИКИ В
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ

6.

ПРИМЕНЕНИЕ:
Электростатическая защита
Экранирование

7.

ДИЭЛЕКТРИКИ
Не имеют свободных зарядов при обычных условиях
В зависимости от состава вещества подразделяются на полярные и
неполярные
Примеры: газы, стекло, пластмасса, резина, дистиллированная
вода

8.

диэлектрики
полярные
неполярные

9.

ДИЭЛЕКТРИКИ В
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Поляризация – смещение положительных и отрицательных
связанных зарядов по направлению напряженности внешнего
электрического поля.

10.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ
ПОЛЯРНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
Со стороны электрического
поля начинает действовать
сила, поворачивающая
полярную молекулу
диэлектрика по полю

11.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ
НЕПОЛЯРНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
Неполярная молекула деформируется под действием
электрического поля, и дальше ведет себя как электрический
диполь

12.

ВЫВОД:
Связанный заряд создает в диэлектрике электрическое поле,
напряженность которого направлена против напряженности
внешнего поля.
Таким образом, поле внутри диэлектрика ослабляется.

13.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

14.

ПОДУМАЙТЕ
У какого вещества диэлектрическая проницаемость больше –
у воздуха или у воды?
Как будет выглядеть формулировка закона Кулона, если
точечные заряды поместить, например, в керосин?

15.

Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух
электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. Относительная
диэлектрическая проницаемость воздуха и большинства других
газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой
плотности). Для большинства твёрдых или жидких диэлектриков
относительная диэлектрическая проницаемость лежит в диапазоне от
2 до 8 (для статического поля). Диэлектрическая постоянная воды в
статическом поле достаточно высока —
около 80. Велики её значения для веществ с молекулами,
обладающими большим электрическим диполем. Относительная
диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков составляет
десятки и сотни тысяч.

16.

Значение диэлектрической проницаемости для разных диэлектриков
разное. Ее значения для некоторых диэлектриков приведены в таблице.
Вещество
Воздух (при нормальных
условиях)
Азот (газ)
Керосин
Кварц плавленый
Керамика (CaTiO3)
Стекло
Эбонит
Картон
Вода
Парафин
Слюда
Воск пчелиный
Сегнетовая соль
Трансформаторное масло
Диэлектрическая проницаемость
1,000594
1,00058
2,1
3,75
150 — 165
8 — 11
3
4
81
2
6
3
10 000
2,2 — 2,5