Диэлектрики в электрическом поле

Опубликовано 21.01.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Диэлектриками называют вещества, плохо проводящие электрический ток. Диэлектриками являются все неионизированные газы, некоторые жидкости, например, дистиллированная вода и твердые тела, например, стекло, фарфор.
В диэлектриках практически отсутствуют свободные электроны и в обычных условиях невозможно упорядоченное движение электрических зарядов. Диэлектрики в зависимости от строения молекул можно разделить на два вида: полярные и неполярные.
Полярными называются диэлектрики, в молекулах которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Полярные молекулы можно приближенно рассматривать как электрические диполи, то есть совокупность двух точечных разноименных зарядов, равных по модулю, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.
В нормальном состоянии диэлектрика диполи расположены в нем хаотически.
Если поместить диэлектрик во внешнее однородное электрическое поле, то на каждый диполь будут действовать силы, стремящиеся повернуть диполь так, чтобы его ось была направлена по силовым линиям. При этом положительные заряды сместятся в направлении электрического поля, а отрицательные - в противоположную.
Смещение положительных и отрицательных связанных зарядов диэлектрика в противоположные стороны называют поляризацией.
Неполярным называют диэлектрик, в молекулах или атомах которого центры положительных и отрицательных зарядов совпадают.
Под действием внешнего поля происходит деформация электронной орбиты молекулы. В результате центры положительных и отрицательных зарядов смещаются относительно друг друга по силовой линии в противоположные стороны, и молекулы превращаются в диполи.
Так как поле, созданное диполями, направлено против внешнего поля, то внутри диэлектрика поле ослабляется. Степень ослабления зависит от электрических свойств диэлектрика и характеризуется диэлектрической проницаемостью. Это физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электрического поля внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля в вакууме.