673 (4)

Jednorodne pole elektryczne działa na każdy trwały dipol parą sil (ryc. 21.3 a), której moment obrotowy (moduł) wyraża się wzorem:

r - / • Fsina »(?/£ sina = />,£sina    (21.2)

W wyniku działania momentu pary sił elektrycznych dipole w całej objętości dielektryka ustawiane są zgodnie z kierunkiem pola E. Nawet częściowe zorientowanie dipoli w jednym kierunku wywołuje na nierów nołcgłych do pola powierzchniach 5 prostopadłościanu dielektryka pojawienie się róźnoimicnnych ładunków polary zacyjnych i -Q_% których gęstości pow ierzchniowe wynoszą odpowiednio 40 i -o (ryc. 21.3 b). Miarą polaryzacji całego dielektryka jest wektor polaryzacji P Równy jest on stosunkowi sumy wektorowej momentów dipolowych p_c do objętości AK jaką te dipole zajmują, czyli:

(21.3)

m

Zauważmy, że polaryzacja elektryczna wyraża się w tych samych jednostkach co gęstość ładunku powierzchniowego, który pojawia się w wyniku polaryzacji na powierzchni dielektryka. Zatem moduł wektora polaryzacji P określa zarazem gęstość ładunku powierzchniowego a. zgromadzonego na końcach próbki:

P= a

Porządkującemu działaniu poła elektrycznego na dipole przeciwdziała ruch cieplny cząsteczek. Stopień uporządkowania dipoli, czyli polaryzacji dielektryka, zależy od natężenia pola. Wektor polaryzacji w zależności od natężenia poła wyraża się wzorem:

P-ZćP-Zfi*    (21.4)

gd/*e z - podafeott clrfctryczM wtotancji (X, ■ t, - I. tdne e, • d€_% - «zgłędru pfrcnik^aoiC cki-tryc/na). r_# - pr/cfuLalmiW ekfclryciM prób*. D_ę • e+t - »*Uoc indukcji fłcMryc/nej (prawunłfcłi) prfom

Dła niezbyt silnych pól elektrycznych podatność wyraża się wzorem:

ⁿoP<

3k T

fAztt \ - liczb* dipoli u jtdnoacc c^ętoict ifcckfclryLi ilonccfrtracja c/^«irv/ck dipotowyctlk

Z zależności lej widać. jak w zrost temperatury zmniejsza podatność dielektryka Wzrastający ruch cieplny cząsteczek mocno utrudnia bowiem orientowanie dipoli przez pole elektryczne, a z chwilą usunięcia pola natychmiast zachodzi całkowita ich chaotyzacja (dezorientacja).

Polaryzacja orientacyjna dielektryka zachodzi w stałym polu elektrycznym, a także i w zmiennym, ale nie o dowolnie wysokiej częstotliwości. W miarę wzrostu częstotliwości pola trwale dipołc mogą nie nadążać za polem w wykonywaniu

673