перпендикулярні поверхні.
В діелектриках немає вільних зарядів. Полярні діелектрики складаються з диполів, які за відсутності зовнішнього електричного поля розташовані хаотично, і сумарне електричне поле в діелектриках дорівнює нулю (рис. 15.7а).
Диполь являє собою сукупність рівних за модулем і різнойменних зарядів, що знаходяться на малій відстані один від одного. При накладенні зовнішнього електричного поля диполі орієнтуються таким чином, що поле, створюване поляризованим зарядом, направлено в сторону, протилежну зовнішньому електричному полю (рис. 15.7б). Напруженість електричного поля в діелектрику дорівнює різниці напруженостей зовнішнього поля і поля, створюваного поляризованим зарядом
:.
В неполярних діелектриках за відсутності зовнішнього поля молекули не є диполями, так як центри позитивних і негативних зарядів збігаються. При накладенні зовнішнього електричного поля молекули розтягуються і стають диполями, при цьому полі поляризованого заряду спрямоване проти зовнішнього поля.
Незалежно від природи діелектрика напруженість зовнішнього поля в ньому завжди ослаблена в раз:. Відносна діелектрична проникність показує, у скільки разів напруженість електричного поля в діелектрику менше, ніж у вакуумі.
Помістимо діелектрик у вигляді довгої пластини з діелектричної проникністю в однорідне електричне поле перпендикулярно силовим лініям як показано на рис. 15.8. Поле в діелектрику послаблюється. На кордоні діелектрика силові лінії терплять розрив. Частина силових ліній закінчується і починається на поляризованих зарядах.
Потенціал. Різниця потенціалів
Робота електростатичних сил з переміщення електричних зарядів не залежить від траєкторії, а залежить від положення початкової та кінцевої точок траєкторії. Кулонівських сили є консервативними потенційними силами. Розглянемо для простоти однорідне електричне поле. Нехай заряд переміщається і точки 1 з точку 2 (рис. 15.9). На заряд діє сила, тоді робота цієї сили на відрізку прямої дорівнює
,
де - проекція відрізка на силові лінії поля. Якщо заряд переміщається по траєкторії, то робота на відрізку є, а робота на відрізку дорівнює нулю, так як перпендикулярна переміщенню. Отже, сумарна робота сили дорівнює. При переміщенні заряду по довільній траєкторії змінюється на кожному малому переміщенні кут між напрямками сили і переміщення. На малому переміщенні робота дорівнює
,
де - проекція переміщення на силові лінії поля, тобто . Звідси
,
тобто робота не залежить від траєкторії, по якій переміщається заряд в електричному полі, а залежить тільки від положення початкової та кінцевої точок траєкторії. Сказане вище справедливо не тільки для однорідного, але для будь-якого електростатичного поля.
Різниця потенціалів двох точок, скалярна енергетична характеристика поля - величина, що дорівнює роботі по переміщенню одиничного позитивного заряду з однієї точки поля в іншу, тобто
(15.10)
З цього визначення випливає, що можна говорити тільки про різниці потенціалів. Однак зручно ввести потенціал даної точки поля, по при цьому в якості другої точки ми беремо нескінченно віддалену точку поля, потенціал якої приймається рівним нулю. Потенціал на нескінченності мо...
