42
2-Bob. Dielektriklar
2.1. Elektr maydonidagi dielektrik
Dielektriklarning muhim xususiyatlaridan biri ularning tashqi elektr maydoni
ta’sirida qutblanishidir. Qutblanish deganda dielektriklarda elektr maydoni
ta’sirida zaryadlangan zarrachalarning fazoviy joylashuvini o’zgartirish
holati
tushuniladi. Elektr maydoni ta’sirida bo’lgan dielektrik ikki vektor qiymat – elektr
maydon kuchlanganligi (
) va qutblanganlik (
) bilan ifodalanadi. Elektr maydon
kuchlanganligini zaryadlangan jism yoki zarrachalarning elektr maydonidagi ta’sir
kuchini ifodalaydi. Elektr maydon kuchlanganligi vektorining yo’nalishi
sifatida
jism nuqtaviy zaryadining musbat kuch chizig’i yo’nalishi qabul qilingan (2.1-
rasm).
2.1-rasm. Ikki nuqtaviy zaryadlar orasidagi mexanik ta’sir kuchi
Elektr statikaning asosiy qonuni (Kulon qonuni)ga asosan bir jinsli
dielektrikning biror-bir muhitda joylashgan va bir-biridan
R
masofada bo’lgan ikki
nuqtaviy zaryadi
(q
1
, q
2
)
orasidagi mexanik ta’sir kuchi quyidagicha aniqlanadi:
2
0
2
1
4
R
q
q
F
r
, N
(2.1)
+
2.2-rasm 2.3-rasm
E
+
+
+
+
+
+
+
+
q
1
q
2
R
F
43
bunda:
R
– nuqtaviy zaryadlarni tutashtiruvchi chiziq yo’nalishidagi birlik vektori,
m
;
r
– nisbiy dielektrik singdiruvchanlik;
0
– elektr doimiysi
м
F
/
10
854
,
8
36
10
12
9
0
q
qiymatli
nuqtaviy zaryadning
R
masofada
vujudga keltiradigan elektr maydon kuchlanganligi Kulon qonuniga asosan
quyidagicha ifodalanadi:
,
4
2
0
R
q
r
B / m
(2.2)
Ikki yassi qoplama (elektrod)lar orasiga o’zgarmas
(h)
qalinlikdagi dielektrik
joylashtirilsa, bu dielektrikning istalgan nuqtasidagi
elektr maydonining
kuchlanganligi o’zgarmas bo’lib, u quyidagicha aniqlanadi:
,
h
U
(2.3)
bunda
U
– yassi qoplamalar orasidagi kuchlanish,
V
.
Agar
ichki va tashqi radiuslari
r
1
,
r
2
bo’lgan qoplamalar orasiga dielektrik
joylashtirilsa va silindrik kondensator vujudga keltirilsa, o’q yo’nalishi bo’ylab
x
masofadagi elektr maydon kuchlanganligi quyidagicha
aniqlanadi
34
1
2
ln
r
r
x
U
, (2.4)
Qutblanganlik yoki qutblanish jadalligi
(P)
dielektrikning tashqi maydoni ta’siri
ostida qutblanishini ifodalaydi. Tashqi elektr maydoni bo’lmaganida
dielektriklar
hajmidagi zarrachalar elektr momentiga ega bo’lmaydi. Chunki dielektrik
hajmidagi molekula zaryadlarining algebraik yig’indisi nolga teng bo’ladi, ya’ni
musbat va manfiy zaryadlarning og’irlik markazlari faza
jihatidan bir-biriga mos
keladi (2.4-rasm).
34
T.K. Basak. Electrical engineering materials. New Age Intenational, Nil edition. USA, 2009. 38-bet
44
a) b)
2.4-rasm. Dielektrik hajmidagi molekula zaryadlari
Tashqi elektr maydoni ta’sirida dielektrik molekulalari tartibli joylashadi.
Bunda dielektrikning elektr momenti (
- dielektrik
barcha qutblangan
momentlarining geometrik yig’indisi) noldan farq qiladi. Qutblanganlik
dielektrikning ma’lum bir nuqtasi uchun elektr maydon kuchlanganligiga to’g’ri
proportsional bo’ladi:
35
Dostları ilə paylaş: