Vật lý đại cương chương 2 vật dẫn điện môi

NỘI DUNG 1: VẬT DẪN 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện 2.2 Tụ điện 2.3 Năng lượng tụ điện Năng lượng điện trường 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện Tính chất vật dẫn cân tĩnh điện Trong lòng vật dẫn …………điện trường Vật dẫn khối ………… Mặt vật dẫn, vectơ cường độ điện trường ………… với bề mặt vật dẫn Điện tích phân bố …………… vật dẫn ………….(bề mặt lồi: điện tích …………, bề mặt lõm: ………… ) Vật có hình dạng đối xứng (vd:mặt cầu) điện tích phân bố ……………… 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện Hiệu ứng mũi nhọn Điện tích tập trung chỗ mũi nhọn + + + ++ + + + + + + + + + Lân cận mũi nhọn điện trường ……… Một số ion dương số e- có sẵn khí chuyển động có gia tốc, đạt vận tốc lớn Chúng va chạm vào phân tử không khí, gây tượng …………làm số ion sinh ngày nhiều 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện Hiệu ứng mũi nhọn Các hạt mang điện trái dấu với điện tích mũi nhọn bị mũi nhọn …………, điện tích mũi nhọn ……… Các hạt mang điện dấu với điện tích mũi nhọn bị đẩy xa, chúng kéo theo phân tử không khí tạo thành …………… , gọi ………… Ứng dụng: Giải phóng điện tích máy bay Phóng điện bảo vệ máy điện Cột thu lôi 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện Hiện tượng điện hưởng _ Mặt mặt vật B xuất điện tích ……………–q’ +q’ + +q’ - + -q’ + B _ Mọi đường sức xuất phát từ A kết thúc vật B, q '  q ' tượng điện hưởng ………… - + +q A + - + + _ Chỉ phần đường sức xuất phát từ vật A kết thúc vật B, q '  q ' tượng điện hưởng ………… 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện Điện dung vật dẫn cô lập Điện tích Q vật dẫn cô lập tăng lên điện V tăng theo tỉ số Q/V ……………: Q C V C: điện dung vật dẫn cô lập (đặc trưng cho khả …………của vật dẫn, có giá trị điện tích cần truyền cho vật để điện tăng thêm đơn vị) 2.1 Vật dẫn cân tĩnh điện Điện dung vật dẫn cô lập Điện dung cầu kim loại: Q C  V _Với cầu có C=1F, bán kính : R µF (micrô fara) = 10– F nF (nanô fara) = 10– 9F 1pF (picô fara) = 10– 12F 2.2 Tụ điện Định nghĩa tụ điện: _ Là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt …………, cho chúng xảy điện hưởng …….phần _ Điện dung tụ điện: Tụ điện phẳng : Q C  U C 2.2 Tụ điện Tụ điện cầu : Tụ điện trụ : 2.2 Tụ điện Ghép tụ điện Ghép nối tiếp 1    C C1 C Q  Q1  Q  Điện dung tụ …… U  U1  U  C  C1  C2  Ghép song song Q  Q1  Q  U  U1  U  Điện dung tụ ……… CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ Một cầu kim loại bán kính 30cm, điện 450V Tính mật độ điện mặt cầu a 2,6.10-8 C/m2 b 1,326.10-8 C/m2 c 4.10-9 C/m2 d 1,33.10-9 C/m2 HẾT NỘI DUNG 1: VẬT DẪN NỘI DUNG 2: ĐIỆN MÔI 2.4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2.5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỆN MÔI 2.6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2.4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2.4.1 Hiện tượng phân cực điện môi: _Là tượng xuất điện tích ………… ……….… chất điện môi đặt điện trường 2.4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2.4.2 Giải thích Điện trường mạnh định hướng … 2.4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2.4.3 Vectơ phân cực điện môi Pe _ Pe: đặc trưng cho …………………của chất điện môi n Pe  p i 1 ei V Vectơ mômen lưỡng cực điện phân tử thứ i Thể tích chất điện môi bị phân cực Pe ………… theo chiều vectơ E 2.4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2.4.4 Liên hệ Pe mật độ điện mặt  ' điện tích liên kết _ Xét khối điện môi dạng khối trụ có đường sinh song song với E n Pe  Pe  p i 1 '  ei V 2.5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHẤT ĐIỆN MÔI 2.5.1 Vectơ E chất điện môi - CĐĐT tổng hợp lòng điện môi: E  E0  E ' - Chiếu lên phương E :  ' E'  0 _ Đối với chất điện môi đồng chất, đẳng hướng: Pe   e  E E0  E' e 0 E E0 E  E0   0  e E E E0 (CĐĐT lòng chất điện môi ………  lần so với CĐĐT chân không) E' 2.5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHẤT ĐIỆN MÔI 2.5.2 Liên hệ Pe D D  0E (với 1  D  0 (1  )E D  0 E  0E D  0 E  Pe ) 2.5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHẤT ĐIỆN MÔI 2.5.3 Điện trường mặt phân cách chất điện môi CĐĐT E E 1t t/p tiếp tuyến E1t  E 2t (………) t/p pháp tuyến E1n 2 E1n  E 2n 1 E 2n (…………) Cảm ứng điện D 1 D1t  D2t 2 (…………) E1 D1n  D2n (………) D1t D1n D1 D 2n 1 E 2t  E2 1 D 2t D2 2 Ví dụ 1: Vectơ cường độ điện trường sau xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường khác a Sẽ bị khúc xạ, thành phần tiếp tuyến không bị gián đoạn b Sẽ bị khúc xạ, thành phần pháp tuyến không bị gián đoạn c Sẽ không bị khúc xạ, thành phần tiếp tuyến E không bị gián đoạn d Sẽ không bị khúc xạ, thành phần tiếp tuyến E không bị gián đoạn Ví dụ 2: Trong không khí có điện trường Đặt vào điện môi phẳng, mặt phân cách vuông góc với đường cảm ứng điện Đi từ điện môi không khí, đường cảm ứng điện biến đổi sau: a Vừa khúc xạ, vừa gián đoạn b Khúc xạ, không gián đoạn c Gián đoạn, không khúc xạ d Không đổi 2.6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2.6.1 Điện môi sécnhét: NaK(C2H2O3 )2 4H2O (bitáctrat natri kali ngậm nước) Tính chất đặc biệt:   10 _ Hằng số điện môi  lớn: _  phụ thuộc CĐĐT E điện môi  phụ thuộc E _ Sau tắt điện tường điện môi sécnhét phân cực Hiện tượng ………… _ Khi T  TC (nhiệt độ Curi), điện môi hết tính chất trở điện môi bình thường 2.6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2.6.2 Hiệu ứng áp điện Hiệu ứng áp điện thuận: _ Khi nén kéo giãn tinh thể điện môi bề mặt giới hạn ……………………… _ Đổi dấu biến dạng -> điện tích mặt giới hạn …………… Dãn Nén Biến đổi dao động … thành dao động …… - + + + + + + + + + + + + + + - 2.6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2.6.2 Hiệu ứng áp điện Hiệu ứng áp điện nghịch: _ Đặt lên hai mặt hiệu điện Tinh thể điện môi bị ………… _ Với hiệu điện xoay chiều tinh thể bị biến dạng liên tục theo tần số hiệu điện Biến đổi dao động … thành dao động … [...]... C/m2 d 1,33.10-9 C/m2 HẾT NỘI DUNG 1: VẬT DẪN NỘI DUNG 2: ĐIỆN MÔI 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỆN MÔI 2. 6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 4.1 Hiện tượng phân cực điện môi: _Là hiện tượng xuất hiện các điện tích ………… ……….… chất điện môi khi đặt trong điện trường 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 4 .2 Giải thích Điện trường càng mạnh sự định hướng càng … 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN... lượng điện trường 0  4R1R 2 C R 2  R1 vật dẫn cô lập: Tụ điện trụ  0  2 C R2 ln R1 1 1 Q2 1 W  QV   CV 2 2 2 C 2 1 1 Q2 1 tụ điện: W  QU   CU 2 2 2 C 2 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ 1 Hai vật dẫn đặc hình cầu A và B được tích điện có bán kính R1 và R2 (R1>R2) được nối với nhau bằng một dây dẫn mảnh Chọn phát biểu sai: a/ Điện tích của quả cầu A lớn hơn điện tích của quả cầu B b/ Điện dung... D  0 E  Pe ) 2. 5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHẤT ĐIỆN MÔI 2. 5.3 Điện trường tại mặt phân cách 2 chất điện môi CĐĐT E E 1t t/p tiếp tuyến E1t  E 2t (………) t/p pháp tuyến E1n 2 E1n  E 2n 1 E 2n (…………) Cảm ứng điện D 1 D1t  D2t 2 (…………) E1 D1n  D2n (………) D1t D1n D1 D 2n 1 E 2t  E2 2 1 D 2t D2 2 Ví dụ 1: Vectơ cường độ điện trường sau khi đi xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường khác nhau... biệt: 4   10 _ Hằng số điện môi  lớn: _  phụ thuộc CĐĐT E trong điện môi  phụ thuộc E _ Sau khi tắt điện tường ngoài điện môi sécnhét vẫn còn phân cực Hiện tượng ………… _ Khi T  TC (nhiệt độ Curi), điện môi mất hết các tính chất trên và trở về điện môi bình thường 2. 6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2. 6 .2 Hiệu ứng áp điện Hiệu ứng áp điện thuận: _ Khi nén hoặc kéo giãn tinh thể điện môi trên bề mặt giới hạn...  ei V 2. 5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHẤT ĐIỆN MÔI 2. 5.1 Vectơ E trong chất điện môi - CĐĐT tổng hợp trong lòng điện môi: E  E0  E ' - Chiếu lên phương E 0 :  ' E'  0 _ Đối với chất điện môi đồng chất, đẳng hướng: Pe   e  0 E E0  E' e 0 E E0 E  E0   0 1  e E E E0 (CĐĐT trong lòng chất điện môi ………  lần so với CĐĐT trong chân không) E' 2. 5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG CHẤT ĐIỆN MÔI 2. 5 .2 Liên hệ... E không bị gián đoạn Ví dụ 2: Trong không khí có điện trường Đặt vào đó tấm điện môi phẳng, mặt phân cách vuông góc với các đường cảm ứng điện Đi từ điện môi ra không khí, các đường cảm ứng điện biến đổi như sau: a Vừa khúc xạ, vừa gián đoạn b Khúc xạ, không gián đoạn c Gián đoạn, không khúc xạ d Không đổi 2. 6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2. 6.1 Điện môi sécnhét: NaK(C2H2O3 )2 4H2O (bitáctrat natri kali ngậm... hướng càng … 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 4.3 Vectơ phân cực điện môi Pe _ Pe: đặc trưng cho …………………của chất điện môi n Pe  p i 1 ei V Vectơ mômen lưỡng cực điện của phân tử thứ i Thể tích chất điện môi đã bị phân cực Pe ………… theo chiều của vectơ E 0 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 4.4 Liên hệ giữa Pe và mật độ điện mặt  ' của các điện tích liên kết _ Xét khối điện môi dạng khối trụ có đường sinh song... đẳng thế vật dẫn CBTĐ _Mặt ngoài, E  bề mặt VD  _Điện tích chỉ phân bố trên bề mặt, tập trung ở các mũi nhọn Hiện tượng điện hưởng Hiệu ứng mũi nhọn toàn phần (toàn bộ đường sức từ vật này kết thúc trên vật kia) một phần (một phần đường sức từ vật này kết thúc trên vật kia) điện tích trên mũi nhọn mất dần gió điện TỔNG KẾT Điện dung Q vật dẫn cô lập: C  V Q tụ điện: C  U Tụ điện phẳng Tụ điện cầu.. .2. 3 Năng lượng điện trường Năng lượng tương tác của một hệ điện tích điểm Hệ 2 điện tích điểm : với Hệ N điện tích điểm : 2. 3 Năng lượng điện trường Năng lượng của một vật dẫn cô lập tích điện W Năng lượng tụ điện: W 2. 3 Năng lượng điện trường Mật độ năng lượng điện trường tại một điểm Mật độ năng lượng Năng lượng điện trường định xứ trong một thể tích hữu... quả cầu B b/ Điện dung của quả cầu A lớn hơn điện dung của quả cầu B c/ Điện thế của hai quả cầu bằng nhau d/ Điện tích phân bố đều trên cả hai quả cầu R1 R2 A B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ 2 Đối với các vật dẫn tích điện dương ở trạng thái cân bằng điện, véctơ cường độ điện trường trên mặt vật dẫn luôn: a/ có phương bất kì, tùy thuộc vào hình dạng bề mặt vật dẫn b/ có phương tiếp tuyến với bề mặt c/ ... a 2, 6.10-8 C/m2 b 1, 326 .10-8 C/m2 c 4.10-9 C/m2 d 1,33.10-9 C/m2 HẾT NỘI DUNG 1: VẬT DẪN NỘI DUNG 2: ĐIỆN MÔI 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 5 ĐIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỆN MÔI 2. 6 ĐIỆN MÔI ĐẶC BIỆT 2. 4.. .2. 1 Vật dẫn cân tĩnh điện Tính chất vật dẫn cân tĩnh điện Trong lòng vật dẫn ……… điện trường Vật dẫn khối ………… Mặt vật dẫn, vectơ cường độ điện trường ………… với bề mặt vật dẫn Điện tích... CỰC ĐIỆN MÔI 2. 4.1 Hiện tượng phân cực điện môi: _Là tượng xuất điện tích ………… ……….… chất điện môi đặt điện trường 2. 4 SỰ PHÂN CỰC ĐIỆN MÔI 2. 4 .2 Giải thích Điện trường mạnh định hướng … 2. 4