Презентація на тему "провідники та діелектрики". Презентація на тему "провідники в електричному полі" Які речовини називаються діелектриками

Провідники та діелектрики в електростатичному полі

Межецький Артем

Виконав:

Муніципальний загальноосвітній заклад

«Середня загальноосвітня школа №30 міста Білово»

Керівник: Попова Ірина Олександрівна

Білово 2011

План:

• 1.Провідники та діелектрики.
• 2. Провідники в електростатичному полі.
• 3. Діелектрики в електростатичному полі.
Два види діелектриків.
• 4.Діелектрична проникність.

речовини з провідностіпровідники це речовини, які проводять електричний струм є вільні заряди діелектрики це речовини, які не проводять електричний струм немає вільних зарядів

Будова металів

Металевий провідник у електростатичному полі

Евнешн. = Євнутр.

Металевий провідник у електростатичному полі

Е внешн. = Е внутр.

Усередині провідника електричного поля немає.

Весь статичний заряд провідника зосереджено його поверхні.

Будова діелектрикабудова молекули кухонної солі NaCl електричний диполь-сукупність двох точкових зарядів, рівних за модулем і протилежних за знаком.

Види діелектриків Полярні Складаються з молекул, у яких не збігаються центри розподілу позитивних та негативних зарядів кухонна сіль, спирти, вода та ін. інертні гази, О2, Н2, бензол, поліетилен та ін.

Будова полярного діелектрика

Діелектрик в електричному полі< Е внеш.

Е внутр.

ДІЕЛЕКТРИК ПОЛАШУЄ ЗОВНІШнє ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕДіелектрична проникність середовища

- характеристика електричних властивостей діелетрика

Напруженість електричного поля у вакуумі

Напруженість електричного поля в діелектриці

Діелектрична проникність середовищаДіелектрична проникність речовин

• Закон Кулону:
• Закон Кулону:

Напруженість електричного поля, створеного точковим зарядом:

Завдання Розв'язання задач Рішення задач Розв'язання задач Тест

№1: Позитивно заряджене тіло підноситься до трьох пластин, що стикаються, А, В, С. Пластини В, С - провідник, а А - діелектрик. Які заряди будуть на пластинах після того, як пластина була б повністю витягнута?

Варіанти відповіді

занурюють у дві діелектричні рідини (1< 2).

Який з наведених нижче графіків

найбільш точно відображає залежність

потенціалу поля від відстані,

відраховується від центру кулі?

№4: Позитивний заряд помістили до центру товстостінної незарядженої металевої сфери. Який з наведених нижче малюнків відповідає картині розподілу силових ліній електростатичного поля?

№5: Який з наведених нижче малюнків відповідає картині розподілу силових ліній для позитивного заряду та заземленої металевої площини?

Використовувана література

• Касьянов, В.А. Фізика, 10 клас [Текст]: підручник для загальноосвітніх шкіл/В.А. Касьянов. - ТОВ "Дрофа", 2004. - 116 с.
• Кабардін О.Ф., Орлов В.А., Евенчик Е.Є., Шамаш С.Я., Пінський А.А., Кабардіна С.І., Дік Ю.І., Нікіфоров Г.Г., Шефер Н .І. «Фізика. 10 клас», «Освіта», 2007 р.

Все =)

ПРОВІДНИКИ ТА ДІЕЛЕКТРИКИ В ЕЛЕКТРИЧНОМУ ПОЛІ

Базовий курс

• Провідниками називаються речовини, в яких є вільні електричні заряди, здатні переміщатися під дією скільки завгодно слабкого електричного поля.

ПРОВІДНИКИ

ІОНІЗОВАНІ

ГАЗИ

МЕТАЛИ

ЕЛЕКТРОЛІТИ

Електростатичний захист- явище, згідно з яким, можна екранувати електричне поле «сховавшись» від нього всередині замкнутої оболонки з матеріалу, що проводить електрику (наприклад, металу).

Електростатичний захист.

Явище було відкрито Майклом Фарадеєм у 1836 році. Він зазначив, що зовнішнє електричне поле не може потрапити всередину заземленої металевої клітини. Принцип роботи клітини Фарадеяполягає в тому, що під дією зовнішнього електричного поля вільні електрони, що знаходяться в металі, починають рух і створюють на поверхні клітини заряд, який повністю компенсує це зовнішнє поле.

Діелектрики (або ізолятори) – речовини, що відносно погано проводять електричний струм (порівняно з провідниками).

• У діелектриках всі електрони пов'язані, тобто належать окремим атомам, і електричне поле не відриває їх, лише злегка зміщує, т. е. поляризує. Тому всередині діелектрика може існувати електричне поле, діелектрик надає на електричне поле певний вплив

Діелектрики діляться на полярніі неполярні .

Полярні діелектрики

складаються з молекул, у яких центри розподілу позитивних та негативних зарядів не збігаються. Такі молекули можна подати у вигляді двох однакових за модулем різноіменних точкових зарядів , що знаходяться на деякій відстані один від одного, званих диполем .

Неполярні діелектрики

складаються з атомів та молекул, у яких центри розподілу позитивних та негативних зарядів збігаються.

Поляризація полярних діелектриків.

• Приміщення полярного діелектрика в електростатичне поле (наприклад, між двома зарядженими пластинами) призводить до розвороту та зміщення до цього хаотично орієнтованих диполів уздовж поля.

Розворот відбувається під дією пари сил, прикладених із боку поля до двох зарядів диполя.

Зміщення диполів називається поляризацією. Однак через тепловий рух відбувається лише часткова поляризація. Усередині діелектрика позитивні та негативні заряди диполів компенсують один одного, а на поверхні діелектрика з'являється пов'язаний заряд: негативний з боку позитивно зарядженої пластини, і навпаки.

Поляризація неполярних діелектриків

Неполярний діелектрик в електричному полі також поляризується. Під дією електричного поля позитивні та негативні заряди в молекулі зміщуються в протилежні сторони, тому центри розподілу зарядів зміщуються, як у полярних молекул. Вісь наведеного полем диполя орієнтована вздовж поля. На поверхнях діелектрика, що примикають до заряджених пластин, з'являються заряди, що пов'язані.

Поляризований діелектрик створює електричне поле.

Це поле послаблює всередині діелектрика зовнішнє електричне поле

Ступінь цього ослаблення залежить від властивостей діелектрика.

Зменшення напруженості електростатичного поля в речовині, порівняно з полем у вакуумі, характеризується відносною діелектричною проникністю середовища.

Провідники в електричному полі

Діелектрики в електричному полі

1. Є вільні електрони

1.Немає вільних носіїв зарядів.

2.електрони збираються на поверхні провідника

2. В електричному полі молекули та атоми повертаються так, що з одного боку в діелектриці з'являється надлишковий позитивний заряд, а з іншого – негативний

3. Усередині провідника електричного поля немає

3. Електричне поле всередині провідника слабшає у ε разів.

4. Провідник можна розділити на 2 частини в електричному полі, і кожна частина буде заряджена різними знаками.

4. Діелектрик можна поділити на 2 частини в електричному полі, але кожна з них буде незарядженою

Контрольні питання

1 . Які речовини називають провідниками?

2Які електричні заряди називаються вільними?

3. Які частинки є носіями вільних зарядів у металах?

4. Що відбувається в металі, поміщеному в електричне поле?

5.Як розподіляється по провіднику повідомлений йому зоряд?

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ.

6.Якщо провідник, що знаходиться в електричному полі, розділити на дві частини, як будуть заряджені ці частини?

7.На якому принципі заснований електростатичний захист?

8. Які речовини називаються діелектриками?

9. Які бувають діелектрики? Чим вони відрізняються?

10.Поясніть поведінку диполя у зовнішньому електричному полі.

11. Як відбувається поляризація діелектриків.

12. Якщо діелектрик, поміщений в електричне поле розділити навпіл, який буде заряд кожної частини?

13. Над блискавковідведенням проходить негативно заряджена хмара. Поясніть на основі електронних уявлень, чому на вістря блискавковідводу виникає заряд. Який його знак?

1. У відсутності зовнішнього поля частинки розподіляються всередині речовини так, що створюване ними електричне поле дорівнює нулю. 2. За наявності зовнішнього поля відбувається перерозподіл заряджених частинок, і в речовині виникає власне електричне поле, яке складається із зовнішнього Е0 поля та внутрішнього Е/, що створюється зарядженими частинками речовини? Які речовини називають провідниками?

• 3. Провідники -

• речовини з наявністю вільних зарядів, які беруть участь у тепловому русі та можуть переміщатися по всьому об'єму провідника 4. Без зовнішнього поля у провіднику «-» вільний заряд компенсується «+» зарядом іонної решітки. В електричному полі відбувається перерозподілвільних зарядів
• , внаслідок чого на його поверхні виникають некомпенсовані «+» та «-» заряди Цей процес називаютьелектростатичною індукцією , а заряди, що з'явилися на поверхні провідника –.

індукційними зарядами 5. Повне електростатичне поле всередині провідника дорівнюєнулю 6. Всі внутрішні області провідника, внесеного в електричне поле, залишаються електронейтральними. 7. На цьому ґрунтуєтьсяелектростатичний захист

• 8. У діелектриках (ізоляторах) немає вільних електричних зарядів. Вони складаються з нейтральних атомів чи молекул. Заряджені частинки в нейтральному атомі пов'язані один з одним і не можуть переміщатися під дією електричного поля по всьому об'єму діелектрика.

9.При внесенні діелектрика у зовнішнє електричне поле у ​​ньому виникає перерозподіл зарядів. В результаті цього на поверхні з'являються надмірні некомпенсованіпов'язанізаряди. 10. Пов'язані заряди створюють електричне поле, яке всередині діелектрика спрямоване протилежно вектору напруженості зовнішнього поля. Цей процес називається. поляризацією діелектрика 11. Фізична величина, що дорівнює відношенню модуля напруженості зовнішнього електричного поля у вакуумі до модуля напруженості повного поля в однорідному діелектрику, називаєтьсядіелектричною проникністю речовини. ε =Е0/Е 12. Полярні діелектрики - складаються з молекул, які мають центри розподілу «+» і «-» зарядівне збігаються.

• 13. Молекули є мікроскопічні електричні диполі – нейтральну сукупність двох зарядів, рівних за модулем і протилежних за знаком, розташованих на певній відстані один від одного.
• 14. Приклади полярних діелектриків:

Вода, спирт, Неполярні діелектрикиоксид азоту (4) 15. При внесенні діелектрика до зовнішнього поля виникає часткова орієнтація диполів. У результаті поверхні діелектрика з'являються нескомпенсированные пов'язані заряди, створюють поле направлене назустріч зовнішньому полю. 16.– речовини в молекулах яких центри розподілу «+» та «-» зарядів

• збігаються.

17. На поверхні діелектрика з'являються некомпенсовані пов'язані заряди, що створюють своє поле Е/ спрямоване назустріч зовнішньому полю Е0

• Поляризація неполярного діелектрика 18. Приклади неполярних діелектриків:
• інертні гази, кисень, водень, бензол, поліетилен.
• 1. Чому рівне електричне поле всередині провідника?

А) Потенційної енергії зарядів

• Б) Кінетичної енергії зарядів
• в) нулю

А) Це речовини, у яких заряджені частинки що неспроможні переміщатися під впливом електричного поля.

• А) Це речовини, у яких заряджені частинки що неспроможні переміщатися під впливом електричного поля.
• Б) Це речовини, у яких заряджені частинки можуть переміщатися під впливом електричного поля.
• В) Це розташування позитивних та негативних зарядів діелектрика в середині

5. Де зосереджено статичний заряд провідника?

• А) усередині провідника
• Б) На його поверхні

7. ЯК ПОЗНАЧАЄТЬСЯ ДІЕЛЕКТРИЧНА ПРОНИЦЬ?

• 8. Неполярні діелектрики, це діелектрики у яких центри розподілу позитивних та негативних зарядів …

8. Неполярні діелектрики, це діелектрики у яких центри розподілу позитивних та негативних зарядів …

• А) На тому, що електричне поле всередині провідника є максимально.
• А) На тому, що електричне поле всередині провідника є максимально.

Б) на тому, що електричного поля всередині провідника немає

• 10. Що таке диполь?
• А) Це позитивно заряджена система зарядів
• Б) Це негативно заряджена система зарядів

В) Ця нейтральна система зарядів

На поверхні сфери конуси вирізують малі сферичні ділянки, які можна вважати плоскими. A r1r1 r2r2 S1S1 S2S2, або Конуси подібні один до одного, так як кути при вершині рівні. З подоби випливає, що площі підстав відносяться як квадрати відстаней і від точки А до майданчиків і відповідно. Таким чином,

Еквіпотенційні поверхні Зразковий перебіг еквіпотенційних поверхонь для певного моменту збудження серця показаний на малюнку. В електричному полі поверхня провідного тіла будь-якої форми є еквіпотенційною поверхнею. Пунктирні лінії позначають еквіпотенційні поверхні, цифри біля них – величину потенціалу в мілівольтах.

Діелектрична проникність речовин Речовинаε ε Гази та водяна пара Азот Водень Повітря Вакуум Водяна пара (при t=100 ºС) Гелій Кисень Вуглекислий газ Рідини Азот рідкий (при t= –198,4 ºС) Бензин Вода Водень рідкий (при 2 9 ºС) Гелій рідкий (при t= –269 ºC) Гліцерин 1,0058 1,006 1,4 1,9–2,0 81 1,2 1,05 43 Кисень рідкий (при t= –192,4 ºС) Олія трансформаторна Спирт Ефір Тверді тіла Алмаз Папір парафінований Дерево сухе Лід (при t= –10 ºС) Парафін Гума Слюда Скло Титан барію Фарфор Янтар 1,5 2,2 26 4,3 5,7 2,2 2,2–3,7 70 1,9-2,2 3,0-6,0 5,7-7,2 6,0-10,4-6,8 2,8

Література О. Ф. Кабардін «Фізика. Довідкові матеріали". О. Ф. Кабардін «Фізика. Довідкові матеріали". А. А. Пінський «Фізика. Навчальний посібник для 10 класу шкіл та класів із поглибленим вивченням фізики». А. А. Пінський «Фізика. Навчальний посібник для 10 класу шкіл та класів із поглибленим вивченням фізики». Г. Я. Мякішев «Фізика. Електродинаміка класи». Г. Я. Мякішев «Фізика. Електродинаміка класи». Журнал "Квант". Журнал "Квант".

Провідники – це речовини, у яких багато вільних заряджених частинок. Наприклад, у металах це електрони зовнішньої оболонки, які пов'язані з ядрами атомів дуже слабко і тому фактично належать металевому провіднику в цілому. Це так званий електронний газ. Саме завдяки наявності заряджених частинок, які можуть вільно пересуватися по всьому об'єму металевого провідника, електричне поле всередині металів відсутнє. Відсутнє електричне поле та інших провідниках. Розглянемо електричне поле всередині металевого провідника.

Слайд 2


Слайд 3


Т.к. E0 = E1, то E = E0-E1 = 0 Електричне поле всередині провідника відсутнє

Слайд 4


При рівновазі зарядів електричне поле всередині провідника відсутнє, а заряди розташовуються з його поверхні.

Слайд 5

Діелектрики

Це речовини, у яких відсутні вільні заряджені частинки. Слід розрізняти полярні діелектрики, у яких центр позитивного та негативного заряду не збігається. У неполярних діелектриках центр позитивного та негативного заряду збігається. В електричному полі будь-який діелектрик стає полярним.

Слайд 6

Диполь

Це система із двох пов'язаних різноіменних зарядів, у якій центр позитивного та негативного заряду не збігається. На диполь, поміщений в електричне поле, діє момент, що обертає, що змушує його орієнтуватися вздовж поля. M=F٠L, де L – відстань між центрами пов'язаних зарядів.