Свободные и связанные заряды. Теорема Гаусса для вектора Е.
При внесении во внешнее электрическое поле происходит изменение состояния диэлектриков, при котором весь объем диэлектрика приобретает некоторый электрический дипольный момент. Поляризация диэлектрика приводит к появлению на его поверхности связанных зарядов, которые распределяются с определенной поверхностной плотностью s¢.
В отличие от свободных зарядов в проводниках, которые могут под действием поля перемещаться на макроскопические расстояния, связанные заряды входят в состав молекул и могут смещаться лишь на микроскопические расстояния. Отделить друг от друга связанные заряды можно, лишь разрушив нейтральную молекулу.Связанные заряды на поверхности диэлектрика создают дополнительное поле внутри диэлектрика. Это поле будет накладываться на внешнее поле. Обозначим напряженность этого дополнительного поля через Е', а напряженность внешнего поля Е0. Если внешнее поле создается системой свободных зарядов, например, располагающихся на параллельных пластинах с поверхностной плотностью s¢, то E0 = 
. Электрическое поле связанных зарядов Е' направлено противоположно внешнему полю свободных зарядов E0, то напряженность суммарного поля в диэлектрике определится геометрической суммой 
(то есть Е = E0 - Е'). Напряженность суммарного поля свободных и связанных зарядов всегда меньше напряженности поля свободных зарядов (т.е. напряженность поля в вакууме больше, чем поля в веществе).
Поток вектора напряженности электрического поля через произвольную замкнутую поверность равен алгебраической сумме всех зарядов, расположенных внутри этой поверхности:
Если в электрическое поле E0, создаваемое свободными зарядами , поместить диэлектрик, то он поляризуется и на поверхности появляется нескомпенсированный заряд с поверхностной плотностью . Нескомпенсированные заряды, появляющиеся в результате поляризации диэлектрика, называются связанными. Этим термином подчеркивается, что свобода перемещения связанных зарядов ограничена. Они могут смещаться лишь внутри электрически нейтральных молекул. При однородной поляризации в объеме диэлектрика происходит компенсация положительных и отрицательных зарядов молекул, и никаких макроскопических связанных зарядов не появляется.
31.
Еще по теме Свободные и связанные заряды. Теорема Гаусса для вектора Е.:
- 1) Диэлектрики – вещества, в которых нет свободных электрических зарядов. Диэлектрик состоит из атомов и молекул и в целом электрически нейтрален.
- 1) Напряженность – сила, с которой поле действует на малый положительный заряд, внесенный в это поле.
- 1)Физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС), действующей в цепи ε=A/Qo
- Свободные и связанные заряды. Теорема Гаусса для вектора Е.