3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем измеряется электрическая индукция

Электрическая индукция

Электрическая индукция представляет собой векторную сумму (учитывающую направление воздействия) произведения напряженности электрического поля, умноженную на абсолютную диэлектрическую проницаемостью среды, и поляризации среды. Если речь идет о взаимодействии поля на вещество, то электрическая индукция определяется как произведение напряженности электрического поля и абсолютной диэлектрической проницаемости вещества.

Электрическая индукция возникает благодаря наличию в среде или веществе свободных электрических зарядов, а также поляризации среды, то есть направленному смещению связанных зарядов в этой среде (веществе и Эфире). Измеряется эта величина в C/m 2 (Кулон на квадратный метр).

Существует множество разновидностей электрической индукции:


    • Макроскопическая электрическая индукция, иначе называемая электростатической индукцией, вызываемая макроскопическим смещением, перераспределением зарядов по поверхности проводника под действием внешнего электрического поля или взаимодействия собственных зарядов в проводнике;
    • Микроскопическая электрическая индукция, иначе называемая поляризацией вещества;
    • Эфирная электрическая индукция Do = εoE, иначе называемая поляризацией вакуума, то есть пространства, свободного от вещества.


Литература по электрической индукции

  1. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. — М., ВШ, 1991, с. 71.
  2. Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины ее парадоксальности, Томск: Изд-во “Твердыня”, 2003. — 149 с: илл.
  3. Хайдаров К.А. Природа электричества. — BRI, 2004.
  4. Хайдаров К.А. Эфирный электрон. — БРИ, 2004.
  5. Хайдаров К.А. Термодинамика эфира. — BRI, 2003.
  6. Хайдаров К.А. О реальных явлениях электромагнетизма. — BRI, 2015.

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма — «свет») имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например,

200 тыс км/с в стекле и

3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью «Температура эфира и красные смещения»), разную скорость для разных частот (см. статью «О скорости ЭМ-волн»)

2. В релятивизме «свет» есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский «свет» — это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те «подтверждающие теорию Эйнштейна факты», которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

интервью Раввина Борода https://cursorinfo.co.il/all-news/rav.
мой телеграмм https://t.me/peshekhonovandrei
мой твиттер https://twitter.com/Andrey54708595
мой инстаграм https://www.instagram.com/andreipeshekhonow/

[b]Мой комментарий:
Андрей спрашивает: Краснодарская синагога — это что, военный объект?
— Да, военный, потому что имеет разрешение от Росатома на манипуляции с радиоактивными веществами, а также иными веществами, опасными в отношении массового поражения. Именно это было выявлено группой краснодарцев во главе с Мариной Мелиховой.

[center][Youtube]CLegyQkMkyw[/Youtube][/center]
[center]10:22 [/center]

Доминико Риккарди: Россию ждёт страшное будущее (хотелки ЦРУ):
https://tainy.net/22686-predskazaniya-dominika-rikardi-o-budushhem-rossii-sdelannye-v-2000-godu.html

Завещание Алена Даллеса / Разработка ЦРУ (запрещено к ознакомлению Роскомнадзором = Жид-над-рус-надзором)
http://av-inf.blogspot.com/2013/12/dalles.html

[center][b]Сон разума народа России [/center]

[center][Youtube]CLegyQkMkyw[/Youtube][/center]
[center]10:22 [/center]

Доминико Риккарди: Россию ждёт страшное будущее (хотелки ЦРУ):
https://tainy.net/22686-predskazaniya-dominika-rikardi-o-budushhem-rossii-sdelannye-v-2000-godu.html

Завещание Алена Даллеса / Разработка ЦРУ (запрещено к ознакомлению Роскомнадзором = Жид-над-рус-надзором)
http://av-inf.blogspot.com/2013/12/dalles.html

[center][b]Сон разума народа России [/center]

Диэлектрики в электрическом поле. Электрическая индукция

Диэлектрики – это вещества, в которых нет свободных зарядов. Они делятся на два класса:

1) полярные диэлектрики, в молекулах которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают, это молекулы с ионными связями. Под действием внешнего электрического поля эти молекулы–диполи разворачиваются так, что создается собственное поле диполей (индуцированное поле), направленное против внешнего поля. Суммарное поле внутри диэлектрика при этом слабее внешнего.

2) неполярные диэлектрики, в молекулах которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают, это молекулы с ковалентными связями. Под действием внешнего поля электронные оболочки молекул деформируются, так что молекула становится диполем, поле которого направлено против внешнего поля. Суммарное поле внутри диэлектрика при этом слабее внешнего. .

Рис. 3. Стопка из трех диэлектриков

Если собрать стопку и нескольких разных диэлектриков и поместить ее в однородное электрическое поле напряженностью , то внутри каждого диэлектрика будет поле со своей напряженностью (рис. 3.): , , .

Говорят, что напряженность результирующего поля испытывает разрывы на границах диэлектриков. При этом во всех частях стопки диэлектриков одинакова напряженность внешнего поля . умножим на электрическую постоянную и получим новую физическую величину – электрическая индукция .

В отличии от напряженности электрического поля, индукция электрического поля одинакова во всех частях неоднородной диэлектрической среды и удобнее для исследования полей в таких средах.

Теорема Остроградского–Гаусса полностью сохраняет свой смысл для неоднородной диэлектрической среды, если сформулировать ее для потока индукции электрического поля: – поток вектора индукции электрического поля через замкнутую поверхность равен сумме зарядов сосредоточенных внутри поверхности.

Для количественного описания поляризации диэлектрика используют векторную величину – поляризованность – это дипольный момент единицы объема диэлектрика: , где – диэлектрическая восприимчивость вещества. При поляризации диэлектрика внутри конденсатора возникает нескомпенсированный заряд с поверхностной плотностью . При этом возникает поле двух заряженных плоскостей диэлектрика с напряженностью: .

Суммарное поле: .

Определим поверхностную плотность индуцированного заряда. Полный дипольный момент пластинки диэлектрика равен или, равен, по определению, произведению связанного заряда каждой грани на расстояние между ними , сравнивая эти выражения, получаем , т.е. поверхностная плотность связанных зарядов равна поляризованности диэлектрика.

В настоящее время есть все основания утверждать, что без электрических полей Земли было бы невозможно возникновение жизни на Земле. Частые грозовые разряды в атмосфере примитивной Земли способствовали созданию сложных молекул, а постоянно действующее электрическое поле планеты сыграло важную роль в создании ДНК и биологических мембран.

Вектор электрической индукции

Вектором электрической индукции (электрического смещения) D → называют физическую величину, определяемую по системе С И :

D → = ε 0 E → + P → , где ε 0 — электрическая постоянная, E → — вектор напряженности, P → — вектор поляризации.

Вектор электрического смещения в СНС определяется как:

Вектор индукции

Значение вектора D → не является только полевым, потому как он учитывает поляризованность среды. Имеется связь с объемной плотностью заряда, выражаемая соотношением:

По уравнению d i v D → = ρ видно, что для D → единственным источником будут являться свободные заряды, на которых данный вектор начинается и заканчивается. В точках с отсутствующими свободными зарядами вектор электрической индукции является непрерывным. Изменения напряженности поля, вызванные наличием связанных зарядов, учитываются в самом векторе D → .

Связь вектора напряженности и вектора электрического смещения

При наличии изотропной среды запись связи вектора напряженности и вектора электрического смещения запишется как:

D → = ε 0 E → + ε 0 χ E → = ε 0 + ε 0 χ E → = ε ε 0 E → .

Где ε – диэлектическая проницаемость среды.

Наличие D → способствует облегчению анализа поля при наличии диэлектрика. Используя теорему Остроградского-Гаусса в интегральном виде с диэлектриком, фиксируется как:

Проходя через границу разделов двух диэлектриков для нормальной составляющей, вектор D → может быть записан:

D 2 n — D 1 n = σ

n 2 → D 2 → — D 1 → = σ ,

где σ – поверхностная плотность распределения зарядов на границе диэлектриков, n 2 → — нормаль, проведенная в сторону второй среды.

Формула тангенциальной составляющей:

D 2 τ = ε 2 ε 1 D 1 τ .

Единица вектора электрической индукции измеряется в системе С И как К л м 2 .

Поле вектора D → изображается при помощи линий электрического смещения.

Определение направления и густоты идет аналогично линиям вектора напряженности. Но линии вектора электрической индукции начинаются и заканчиваются только на свободных зарядах.

Имеются пластины плоского конденсатора с зарядом q . Произойдет ли изменение вектора электрической индукции при заполненном воздухом пространстве между пластинами и диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε ≠ ε υ o z d .

Поле конденсатора в первом случае характеризовалось вектором смещения ε v o z d = 1 , то есть D 1 → = ε v o z d ε 0 E 1 → = ε 0 E 1 → .

Необходимо заполнить пространство между пластинами конденсатора однородным и изотропным диэлектриком. При наличии поля в конденсаторе диэлектрик поляризуется. Тогда начинают появляться связанные заряды с плотностью σ s υ на его поверхности. Создается дополнительное поле с напряженностью:

Векторы полей E → ‘ и E 1 → имеют противоположные направления, причем:

Запись результирующего поля с диэлектриком примет вид:

E = E 1 — E ‘ = σ ε 0 — σ s υ ε 0 = 1 ε 0 σ — σ s υ .

Формула плотности связанных зарядов:

Произведем подстановку σ s υ = χ ε 0 E в E = E 1 — E ‘ = σ ε 0 — σ s υ ε 0 = 1 ε 0 σ — σ s υ , тогда:

Далее выражаем из ( 1 . 6 ) напряженность поля Е . Формула принимает вид:

E = E 1 1 + χ = E 1 ε .

Отсюда следует, что значение вектора электрической индукции в диэлектрике равняется:

D = ε ε 0 E 1 ε = ε 0 E 1 = D 1 .

Ответ: вектор электрической индукции не изменяется.

Была внесена пластина из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε без свободных зарядов в зазор между разноименными заряженными пластинами. На рисунке 1 показана при помощи штриховой линии замкнутая поверхность. Определить поток электрической индукции Φ D через эту поверхность.

Рисунок 1 . Замкнутая поверхность

Формула записи потока вектора электрического смещения Φ D через замкнутую поверхность S :

Φ D = ∫ S D → · d S → .

Используя теорему Остроградского-Гаусса, можно сказать, что Φ D равняется суммарному свободному заряду, находящемуся внутри заданной поверхности. Из условия видно отсутствие свободных зарядов в диэлектрике и в имеющемся пространстве между пластинами конденсатора, а поток вектора индукции равняется нулю.

Изображена замкнутая поверхность S , проходящая с захватом части пластины изотропного диэлектрика на рисунке 2 . Поток вектора электрической индукции через нее равняется нулю, а поток вектора напряженности > 0 . Какой вывод можно сделать из данной задачи?

Рисунок 2 . Замкнутая поверхность с захватом части пластины изотропного диэлектрика

Из условия имеем, что поток вектора электрического смещения Φ D через замкнутую поверхность равняется нулю, то есть:

Если использовать теорему Остроградского-Гаусса, то значение Φ D – это суммарный свободный заряд, находящийся внутри заданной поверхности. Следует, что внутри такой поверхности отсутствуют свободные заряды:

Φ D = ∫ S D → · d S → = Q = 0 .

Имеем, что поток вектора напряженности не равен нулю, но он считается как сумма свободных и связанных зарядов. Отсюда вывод – диэлектрик содержит связанный заряды.

Ответ: свободные заряды отсутствуют, а связанные есть, причем с положительной их суммой.

Вектор электрической индукции

Допустим, что одно вещество имеет диэлектрическую проницаемость равную $_1$, а вторая $_2$, тогда нормальная составляющая вектора напряженности электростатического поля ($E_n$) уменьшается во столько раз, во сколько увеличивается диэлектрическая проницаемость среды:

где $E_$ — нормальная компонента напряженности поля в веществе 1; $E_$ — нормальная составляющая электростатического поля во втором веществе. Отметим, что при переходе из одного вещества в другое тангенциальная компонента вектора напряженности ($E_$) изменяется без скачка. Говорят, что на границе двух веществ происходит «преломление» силовых линий поля.

Для сохранения всех преимуществ, которые дает теорема Остроградского — Гаусса при рассмотрении электростатического поля в вакууме, в веществе вводят физическую величину, которая не испытывает скачка при переходе из одного вещества в другое с разными $varepsilon $.

Так как при переходе из вакуума в вещество с диэлектрической проницаемостью равной $varepsilon $ число силовых линий уменьшается в $varepsilon $ раз, то векторная величина, равная:

будет оставаться неизменной при переходе из одного вещества в другое.

Определение вектора электрической индукции

Векторная величина, обозначаемая $overline$, равная:

где $overline

$ — вектор поляризации.

Выражение (3) является наиболее общим определение вектора электрической индукции (вектора электрического смещения). Для большинства диэлектриков (исключением являются, например, сегнетоэлектрики) вектор поляризации пропорционален напряженности поля:

В таком случае от формулы (3) мы приходим к определению вектора электрической индукции вида (2).

Название «вектор индукции» указывает на связь вектора $overline$ и явления электризации по влиянию (явление электростатической индукции).

Физический смысл вектора электрической индукции

Допустим, что в веществе, с диэлектрической проницаемостью равной $varepsilon $ имеется очень тонкий вакуумный зазор, грани которого перпендикулярны направлению поля в точке рассмотрения (рис.1). В эту щель помещают точечный единичный положительный пробный заряд. Сила, с которой поле будет оказывать действие на этот пробный заряд, равна $overline.$

И так, вектор электрической индукции — это сила, которая действует на точечный единичный положительный заряд, находящийся в бесконечно узком зазоре, грани которого перпендикулярны направлению поля.

Силовые линии вектора $overline$ начинаются и заканчиваются на свободных зарядах. Величина $overline$ не зависит от диэлектрической проницаемости вещества.

В некоторых источниках вектор электрической индукции называют формальным, так как он равен сумме физических величин, относящихся к разным объектам к полю и к веществу (см формулу (3), где $overline$ — характеристика электрического поля; $overline

$ — характеристика вещества). Тогда говорят, что вектор электрической индукции не имеет физического смысла.

Теорема Гаусса — Остроградского для поля в диэлектрике

Поток вектора электрической индукции равен алгебраической сумме свободных зарядов, которые находятся внутри рассматриваемой замкнутой поверхности:

По теореме (5) поток вектора $overline$ через любую замкнутую поверхность равен нулю, если внутри данной поверхности нет свободных зарядов. Заряды, находящиеся вне рассматриваемой поверхности на поток вектора $overline$, не влияют.

Примеры задач с решением

Задание. Чему равен вектор поляризации в некоторой точке однородного изотропного диэлектрика, если известен вектор электрической индукции в этой точке ($overline$)? Диэлектрическая проницаемость вещества равна $varepsilon $.

Решение. За основу решения задачи примем определение вектора электрического смещения вида:

Выразим вектор поляризации из (1.1):

Так как по условию рассматриваемый диэлектрик является однородным и изотропным, то:

[overline=varepsilon _0overline left(1.3right),]

Подставим правую часть формулы (1.4) вместо $overline$ в уравнение (1.2), имеем:

Ответ. $overline

=left(1-frac<1>right)overline$

Задание. Между двумя бесконечными заряженными пластинами, несущими одинаковые по величине, но противоположные по модулю заряды поместили пластину из диэлектрика. Пластина сторонних зарядов не имеет. Каков поток вектора электрической индукции через поверхность, которая изображена на рис.2?

Решение. В соответствии с теоремой Гаусса поток вектора электрической индукции равен алгебраической сумме свободных зарядов, которые находятся внутри выделенной замкнутой поверхности (рис.2). Так как по условию задачи свободных зарядов между пластинами и в диэлектрике нет, то поток вектора $overline$ будет равен нулю:

Ответ. $ointnolimits_Sdoverline=0 >$

Читать еще:  Зарядное устройство интерскол 18в схема
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector