Связь напряженности с потенциалом электрического поля.

Пусть зар. q перемещается вдоль силовой линии оси Х из точки 1в точку 2.

работа сил поля ,

Аналогично имеем выражение для других компонентов Е:

, где i, j, k – орты(единичные векторы)

Его можно переписать в виде оператора Набла

выражение для Е можно написать следующим образом

имеет следующее определение:

- напряженность Эл.п. в данной точке = градиенту потенциала взятым в этой точке с обратным знаком, здесь «-» означает, что направлена в сторону убывания потенциала.

(в однородном поле)

Напряженность поля = скорости убывания потенциала по заданному направлению х.

 

Для электростатического поля достаточно знать только потенциал:

 

6. Диэлектрик (изолятор) — вещество, плохо проводящее или совсем не проводящее электрический ток.

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.

Поляризацию диэлектриков характеризует вектор электрической поляризации. Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации коротко называют просто поляризацией.

называется диэлектрической проницаемостью или относительной диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость показывает во сколько раз уменьшается напряженность в диэлектрике по сравнению с напряженностью в вакууме. и, т.е. с ростом температуры диэлектрические свойства ухудшаются.

7. Сегнетоэле́ктрики (названы по первому материалу, в котором был открыт сегнетоэлектрический эффект — сегнетова соль) — твёрдые диэлектрики (некоторые ионные кристаллы и пьезоэлектрики), обладающие в определённом интервале температур собственным электрическим дипольным моментом, который может быть переориентирован за счёт приложения внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрические материалы обладают гистерезисом по отношению к электрическому дипольному моменту. Типичный представитель сегнетоэлектриков — сегнетова соль, двойная соль винной кислоты KNaC4H4O6·4Н2О; именно её название лежит в основе термина «сегнетоэлектрик».

Пьезоэлектри́ческий эффе́кт — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля.

Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах — пьезоэлектриках. Прямой эффект открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 г.[1] Обратный эффект был предугадан в 1881 г. Липпманом на основе термодинамических соображений и в том же году экспериментально подтверждён братьями Кюри.

Пьезоэффект нельзя путать с электрострикцией. В отличие от электрострикции, прямой пьезоэффект наблюдается только в кристаллах без центра симметрии. Хотя в классе 432 кубической сингонии нет центра симметрии, пьезоэлектричество в нем также невозможно. Следовательно, пьезоэффект может наблюдаться у диэлектрических кристаллов, принадлежащим только к одному из 20 классов точечных групп.

Прямой пьезоэффект используется: пьезозажигалках, для получения высокого напряжения на разряднике; в датчиках в качестве чувствительного к силе элемента (чем больше сила, тем выше напряжение на контактах); в качестве чувствительного элемента в микрофонах;

в контактном пьезоэлектрическом взрывателе (например к выстрелам РПГ-7).

Обратный пьезоэлектрический эффект используется: в пьезоизлучателях (эффективны на высоких частотах и имеют небольшие габариты, такие например устанавливаются в музыкальные открытки), ультразвуковых излучателях; в системах сверхточного позиционирования, например в системе позиционирования иглы в сканирующем туннельном микроскопе или позиционер перемещения головки жёсткого диска [2];

для подачи чернил в широкоформатных принтерах, печатающих на сольвентных чернилах и чернилах с ультрафиолетовым отверждением; в пьезоэлектрических двигателях;

в адаптивной оптике, для изгиба отражающей поверхности деформируемого зеркала.

Прямой и обратный эффект используется:в кварцевых резонаторах, используемых как эталон частоты; в пьезотрансформаторах для изменения напряжения высокой частоты.

 

Пьезоэффект – появление поверхностных эл зар разных знаков на гранях ионных кристаллов при их сжатии и растяжении. Наблюдается для кварца, турмалина и др. (1880, Кюри). В зависим от напр прилож силы различ прод и попер пьезоэф: , где а – толщина пластины в напр прилож силы, в – т пластины вдоль эл-ой оси перпенд к оплич оси кристалла. Обр пьезоэф измен формы кристалла при внесении его в эл поле. Проявл в радиотехнике. Обратн пьезоэф прим для генераторов ультрозвука. Пьезомонометр – для для измер быстро переменных давлений – спец образом вырезанная кварц пластинка помещ в газ, по вел-не пьезоэл зар на пластинке судят о величине давления.

Пироэффект – появление электрических зарядов противоположных знаков в кристалле при измен его темп. Прилож поляриз: . Образ пироэф – электро-калорический эф, эл поле прилож к кристаллу вызыв измен его темп: .