Диэлектрики в электростатическом поле
Диэле́ктрик — вещество (материал), относительно плохо проводящее электрический ток. Электрические свойства диэлектриков определяются их способностью к поляризации во внешнем электрическом поле. Термин введён в науку английским физиком М. Фарадеем[1].
Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 108 см−3. В электродинамике диэлектрик — среда с малым на рассматриваемой частоте значением тангенса угла диэлектрических потерь ()[2], в такой среде сила тока проводимости[3] много меньше силы тока смещения.
Под «идеальным диэлектриком» понимают среду со значением , прочие диэлектрики называют «реальными» или диэлектриками (средами) «с потерями».
Исследование диэлектрических свойств касается хранения и рассеивания электрической и магнитной энергии в материалах[4][5]. Понятие диэлектрики важны для объяснения различных явлений в электронике, оптике, физике твердого тела и клеточной биофизике.
Свойства
В отличие от проводников, в диэлектриках нет свободных зарядов. Все заряды являются связанными: электроны принадлежат своим атомам, а ионы твёрдых диэлектриков колеблются вблизи узлов кристаллической решётки.
Соответственно, при помещении диэлектрика в электрическое поле не возникает направленного движения зарядов.
- Напряжённость электрического поля внутри диэлектрика может быть не равна нулю.
- Объёмная плотность заряда в диэлектрике может быть отличной от нуля.
- Линии напряжённости могут быть не перпендикулярны поверхности диэлектрика.
- Различные точки диэлектрика могут иметь разный потенциал — говорить о «потенциале диэлектрика» не приходится.
Напряжённость поля уменьшается внутри диэлектрика в некоторое число раз по сравнению с вакуумом. Величина даётся в таблицах и называется диэлектрической проницаемостью диэлектрика.
