Bài giảng và bài tập Vật lý 1 - Bài: Vật dẫn & Điện môi - Lê Quang Nguyên

Nội dung text: Bài giảng và bài tập Vật lý 1 - Bài: Vật dẫn & Điện môi - Lê Quang Nguyên

1. Ni dung 1. Vt d n a. Vt d n cân b ng b. T đin Vt d n & Đin mơi c. Năng l ưng đin tr ưng 2. Đin mơi a. S phân c c đin mơi Lê Quang Nguyên b. Đin tr ưng trong đin mơi www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen c. Đnh lu t Gauss trong đin mơi nguyenquangle@zenbe.com d. Điu ki n liên t c trên m t phân cách e. Các tính ch t khác 1a. V t d n cân b ng – Đnh ngh ĩa 1a. V t d n cân b ng – Tính ch t • Ngay khi v t d n đưc tích đin, các electron • Đin tr ưng trong v t d n cân b ng thì bng đưc thêm vào s chuy n đng ra xa nhau do l c khơng. đy t ĩnh đin. • Đin tr ưng trên b mt vuơng gĩc v i b mt và • Sau đĩ chúng s ng ng chuy n đng khi các cĩ đ ln cho b i electron b đy đn b mt v t d n. E = σ ε σ là mt đ đin tích trên b mt. •Vt d n tr ng thái cân b ng khi các electron 0 ng ng chuy n đng đnh h ưng , hay nĩi cách •Tt c các đin tích d ư đu n m trên m t ngồi khác, khi trong v t d n khơng cịn dịng đin n a. ca v t d n. •Vt d n cân b ng là mt v t đng th .
2. 1c. Năng l ưng đin tr ưng 1c. Năng l ưng đin tr ưng (tt) •Năng l ưng t đin ph ng: •Năng l ưng t ĩnh đin đưc 1 1 “ct gi ” trong đin tr ưng, uedV U = q∆V = C∆V 2 e 2 2 vi m t đ xác đnh b i: • Ta cĩ: 1 u = ε E 2 A E e 0 C = ε ∆V = Ed 2 0 d • Suy ra: • Nh ư v y n ăng l ưng c a m t đin tr ưng b t k ỳ lp đy 1 A 2 1 (V) U = ε ()Ed = ε E 2Ω mt khơng gian ( V) là: e 2 0 d 2 0 = 1ε 2 • trong đĩ = Ad là th tích = Ad Ue ∫ 0E dV ph n gi i h n gi a t đin. ()V 2 2a. S phân c c đin mơi 2a. S phân c c đin mơi – Vectơ phân cc • Khi đt đin mơi trong • Khi phân c c momen dipole trung bình c a đin đin tr ưng ngồi, các mơi khác khơng. Momen dipole trung bình tính dipole trong đĩ s đnh − + − + trên m t đơ n v th tích g i là vectơ phân cc P. hưng theo chi u đin •Vi các đin mơi đng h ưng vectơ phân cc t − + − + tr ưng – đ ĩ là hi n l vi đin tr ưng trong đin mơi: E tưng phân c c đin 0
   
   − + − + = ε χ mơi. P 0 E • Khi phân c c, trên b − + − + mt đin mơi s xu t • χ > 0 là đ cm đin (khơng cĩ th nguyên). hi n các l p đin tích liên k t.
3. 2c. Đnh lu t Gauss trong đin mơi (tt) 2d. Điu ki n liên t c trên m t phân cách • Đnh lu t Gauss trong đin mơi: • Thành ph n pháp tuy n c a n vect ơ c m ng đin bi n D2n
   
   D2 ⋅ = đi liên t c. ∫ D ndS Q in (S ) D = D D1 1n 2n D1n • Qin là đin tích t do trong (S), khơng c n xét đn các đin tích liên k t. • Thành ph n ti p tuy n c a vect ơ c ưng đ đin tr ưng •Dng vi phân: E2 bi n đi liên t c.
   E div D = ρ 1t t E = E 1t 2t E2t • ρ là mt đ đin tích t do. E1 2e. Các tính ch t khác • Khi kho ng gi a hai b n t đin đưc l p đy b i mt đin mơi đng h ưng thì đin dung c a t đin t ăng lên ε ln. •Mt đ năng lưng đin tr ưng trong đin mơi tăng lên ε ln 1 1
   
   u = ε εE 2 = E ⋅ D e 2 0 2