Проводники и диэлектрики в электростатическом поле (190,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 537.2(075) ББК 22.33я7 А87 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р техн. наук, проф. А. Н. Туранов канд. физ.-мат. наук, доц. И. В. Лунев А87 Архипов В. П. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле : учебнометодическое пособие / В. П. Архипов, А. Н. Темников; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2023. – 96 с. ISBN 978-5-7882-3343-7 Содержит теоретический материал и описания лабораторных работ по разделу общего курса физики «Проводники и диэлектрики в электростатическом поле». Описания лабораторных работ включают порядок их выполнения, методику расчета и обработки результатов проведенного эксперимента. Предназначено для бакалавров всех специальностей механического и технологического профилей, изучающих дисциплину «Физика». Подготовлено на кафедре физики. УДК 537.2(075) ББК 22.33я7 ISBN 978-5-7882-3343-7 © Архипов В. П., Темников А. Н., 2023 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2023 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ 1. АТОМАРНЫЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ ........5 2. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ....................................................................8 2.1. Напряженность и потенциал электрического поля .................................8 2.2. Связь напряженности и потенциала электростатического поля .............9 2.3. Принцип суперпозиции ............................................................................ 11 2.4. Графическое изображение электрических полей .................................. 12 2.5. Теорема Остроградского–Гаусса ............................................................. 13 2.6. Напряженность электрического поля точечного заряда, бесконечной заряженной плоскости, двух заряженных плоскостей .......... 14 2.7. Напряженность электрического поля диполя ........................................ 16 3. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ ................................. 17 3.1. Свойства электронного газа ..................................................................... 17 3.2. Электростатическое поле незаряженного и заряженного проводника ..... 18 3.3. Электростатический генератор Ван де Граафа ...................................... 21 3.4. Электростатическая индукция ................................................................. 22 3.4.1. Электростатическая защита ............................................................ 24 3.4.2. Электрофорная машина ................................................................... 26 3.5. Электрическая емкость ............................................................................ 28 3.6. Энергия заряженного проводника ........................................................... 30 4. ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ ............................... 32 4.1. Диполь в однородном электростатическом поле ................................... 33 4.2. Диполь в неоднородном электростатическом поле ............................... 35 4.3. Энергия диполя в электрическом поле ................................................... 39 4.4. Поляризация диэлектриков ...................................................................... 40 4.5. Механизмы поляризации диэлектриков ................................................. 41 4.6. Вектор поляризации, диэлектрическая восприимчивость .................... 44 4.7. Электрическое поле внутри диэлектрика, диэлектрическая проницаемость ................................................................................................. 47 4.8. Вектор электрического смещения ........................................................... 51 4.9. Энергия поляризованного диэлектрика .................................................. 52 3

Стр.3

4.10. Поляризация в отсутствие внешнего электрического поля ................ 53 4.10.1. Пьезоэлектрики .............................................................................. 54 4.10.2. Пироэлектрики ............................................................................... 56 4.10.3. Сегнетоэлектрики ........................................................................... 58 4.10.4. Электреты ....................................................................................... 61 4.10.5. Жидкие кристаллы ......................................................................... 63 5. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ КОНДЕНСАТОРА ...... 65 5.1. Процессы зарядки и разрядки конденсатора .......................................... 65 5.1.1. Зарядка конденсатора ...................................................................... 66 5.1.2. Разрядка конденсатора .................................................................... 68 5.1.3. Постоянная времени ........................................................................ 69 5.2. Описание экспериментальной установки ............................................... 70 5.3. Порядок выполнения работы ................................................................... 73 6. ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ ................................................... 80 6.1. Диэлектрик в переменном электрическом поле ..................................... 81 6.2. Уравнения Максвелла .............................................................................. 82 6.3. Электромагнитные волны ........................................................................ 84 6.4. Двухпроводная линия (система Лехера) ................................................. 87 6.5. Измерение диэлектрической проницаемости масла .............................. 89 6.5.1. Описание экспериментальной установки ...................................... 89 6.5.2. Порядок выполнения работы .......................................................... 90 Заключение ............................................................................................................ 93 Библиографический список .................................................................................. 95 4

Стр.4