Như ta đã biết, trên mặt giới hạn của điện môi đặt trong điện trường ngoài E0 có xuất hiện các điện tích liên kết trái dấu nhau. Các điện tích liên kết này sẽ gây ra một điện trường phụ E'. Do đó điện trường tổng hợp tại một điểm trong điện môi bây giờ là:
' 0 E E = +E
Để tính cường độđiện trường tổng hợp E, ta hãy xét một trường hợp đơn giản. Giả sử có một điện trường đều E0 giữa hai mặt
phẳng song song vô hạn mang điện đều nhau nhưng trái dấu; chất điện môi được lấp đầy khoảng không gian giữa hai mặt phẳng mang điện (hình 2.13), khi
đó khối điện môi bị phân cực. Trên các mặt giới hạn của nó có xuất hiện các điện tích liên kết, mật độđiện mặt bằng -σ’ và +σ’. Các điện tích liên kết này sẽ gây ra điện trường phụ E'cùng phương nhưng ngược chiều với điện trường ban đầuE0.
Theo nguyên lý chồng chất điện trường, vectơ
cường độđiện trường tổng hợp E tại một điểm bất kỳ
trong điện môi bằng:
' 0 E E = +E
Vì E0và E' đều có phương vuông góc với mặt phẳng mang điện nên vectơE cũng có phương vuông góc với mặt phẳng đó. Chiếu biểu thức trên lên phương củaE0, ta có:
E = E0 – E’
Trong đó E’ được tính theo công thức của cường độ điện trường gây ra bởi hai mặt phẳng song song dài vô hạn, mật độđiện mặt -σ’ và +σ’ trong chân không, E’ = σ’/ε0. Mà ta lại có:
σ’ = Pen = ε0χeEn = ε0χeE
Hình 2.13. Điện trường trong chất điện môi.
Do đó: E’ = σ’/ε0 = χeE Thay giá trị của E’ và biểu thức tính E ta được:
E = E0 - χeE Hay: 0 0 e E E E 1 = = + χ ε
trong đó: 1 + χe = ε là một hằng số phụ thuộc tính chất của môi trường, đó chính là hằng số điện môi của môi trường.
Biểu thức tính E trên cũng đúng cho trường hợp tổng quát. Vậy: Cường độ điện trường trong chất điện môi giảm đi ε lần so với cường độđiện trường trong chân không.
Bây giờ ta hãy xét mối quan hệ giữa vectơ cảm ứng điện D và vectơ phân cực điện môi Pe.
Theo định nghĩa: D = εε0E, với ε = 1 + χe.
Do đó: D = ε0(1+ χe)E = ε0E+ ε χ0 eE
Nhưng ε χ0 eE P =e nên: D = ε0E P+e (2.51) Các công thức D = εε0E và ε χ0 eE P =e chỉđúng trong trường hợp các môi trường là
đồng chất và đẳng hướng. Trong trường hợp điện môi không đồng chất và không đẳng hướng, vectơ Pe không tỉ lệ với E và do đó biểu thức tính vectơ cảm ứng điện D sẽ không cùng phương chiều với E. Như vậy, trong trường hợp môi trường không đồng nhất và không đẳng hướng, muốn xác định vectơ D ta phải dùng biểu thức (2.51).
CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
Thử tưởng tượng cuộc sống của chúng ta sẽ ra sao nếu không sử dụng đến điện năng. Lúc ấy sẽ chẳng có truyền thanh, truyền hình, điện tín, điện thoại cũng không ôtô, máy bay, tàu hoảđiện.v.v... không thể hoạt động được; Máy tính điện tử trở thành vô dụng; màn đêm
đen kịt khi đêm về .v.v... Hầu như tất cả các máy móc, phương tiện, dụng cụ trong kỹ thuật và đời sống đều phải sử dụng đến điện năng. Dòng điện truyền điện năng từ nơi này đến nơi khác, làm cho cuộc sống tồn tại và phát triển.
Mục đích của chương này là nghiên cứu về dòng điện không đổi: xem xét bản chất của dòng điện, trình bày các đại lượng đặc trưng của dòng điện, khảo sát định luật Ohm, định luật Kirchhoff và giới thiệu khái niệm suất điện động của nguồn điện.