CHNG 12 VT DN éIN V CHT éIN MễI
I. VT DN TRONG éIU KIN CN BNG TNH éIN
1. éiu kin cõn bng tnh in ca mt vt dn mang in .
2. Cỏc tớnh cht ca vt dn cõn bng tnh in .
II. VT DN éT TRONG éIN TRNG
1. Hin tng in hng .
2. Mn in .
III. S PHN CC CA CHT éIN MễI
1. Khỏi nim .
2. Gii thớch hin tng phõn cc .
IV. éIN TRNG TRONG CHT éIN MễI
V. éIN MễI SẫCNHẫT- HIU NG P éIN
1. éin mụi Sộcnhột .
2. Hiu ng ỏp in .
VI. éIN DUNG CA CC VT DN .
1. énh ngha.
2. éin dung ca t in .
3. Cỏc loi t in thng dựng.
VII. NNG LNG éIN TRNG
1. Nng lng ca t in.
2. Nng lng ca trng tnh in .
I. VT DN TRONG éIU KIN CN BNG TNH éIN
1 éiu kin cõn bng tnh in ca mt vt dn mang in.
TOP
Trong vt dn cỏc in tớch cú th dch chuyn di tỏc dng ca in trng. Nhng v phng
din tnh in, ta ch xột nhng in tớch nm trng thỏi cõn bng in, tc l trng thỏi trong ú cỏc in
tớch ng yờn. éiu kin cõn bng tnh in ca mt vt dn mang in tớch l in trng bờn trong vt dn
phi bng khụng. Thc vy, nu in trng ú khỏc khụng thỡ di tỏc dng ca in trng ny, cỏc in
tớch s dch chuyn, cõn bng tnh in s b phỏ hu.
2 Cỏc tớnh cht ca vt dn cõn bng tnh in
TOP
a éi vi mt vt dn cõn bng tnh din, in tớch ch tp trung mt ngoi vt dn.
b éin trng ti mt vt dn phi cú phng vuụng gúc vi mt vt dn ti mi im ca nú.
c. Vt dn cõn bng tnh in l mt vt ng th.
éim 2 ly bt k trong vt dn. Do ú ta cú th kt lun mi im ca vt dn cõn bng tnh in
u cú cựng mt in th. Núi cỏch khỏc: Vt dn cõn bng tnh in l mt vt ng th.
Trong phn trờn ta ó bit in th ch phõn b trờn mt ngoi ca vt dn. Nhng thc nghim v
lý thuyt ó chng t s phõn b in tớch trờn mt ph thuc vo hỡnh dng ca vt dn. Ch cú nhng
vt dn cú dng hỡnh cu hay mt phng, in tớch mi phõn b u trờn mt. Cũn i vi nhng vt dn cú
hỡnh dng khỏc thỡ in tớch phõn b khụng u trờn mt. Ni no li nhiu, mt in tớch s ln, c bit
l nhng mi nhn ca vt dn, in tớch tp trung rt nhiu. éin trng do cỏc in tớch ny gõy ra ti
vựng xung quanh sỏt vi mi nhn s rt ln. Di tỏc dng ca in trng ny, lp khụng khớ gn sỏt mi
nhn s b iụn húa. Cỏc phn t mang in tớch khỏc du vi in tớch ca mi nhn mt dn vỡ b trung
hũa. Cũn cỏc phn t mang in cựng du vi in tớch ca mi nhn s b mi nhn y bt ra xa, lụi kộo
theo khụng khớ v to thnh mt lung giú gi l giú in (Hỡnh 12.4).
Do hiu ng mi nhn, vt dn mt in tớch. Vỡ vy trỏnh hao ht in trong cỏc mỏy múc, u
vt dn thng c lm trũn. Ngc li nhiu khi ngi ta li dng hiu ng ny. Vớ d: mỏy bay khi bay
vo trong nhng ỏm mõy thng b tớch in. Do ú in th ca mỏy bay thay i, nh hng xu n
vic s dng thit b vụ tuyn in trong mỏy bay.
II. VT DN éT TRONG éIN TRNG
1 Hin tng in hng
TOP
Hin tng vt dn trung ho in tr thnh tớch in do nh hng ca mt vt mang in, gi l
hin tng in hng. Ngi ta phõn bit hai trng hp in hng:
a) Trng hp in hng mt phn.
éú l trng hp vt dn trung ho in khụng bao kớn vt mang in. Trong trng hp ny ch cú
mt phn cỏc ng sc ca vt mang in gp phn vt dn chu nh hng. Nu gi in tớch ca vt
mang in C l +q thỡ in tớch xut hin u A ca vt chu nh hng in s l -q', cũn u B s l
+q'. Thc nghim v lý thuyt ó xỏc nhn
Khi ú s dch chuyn in tớch trong vt dn AB s dng li, hai u A v B ca vt dn s xut hin
cỏc in tớch q' v +q'. Nu vt dn rng ngi ta cng chng minh c in trng trong l ca vt dn
bng khụng dự vt dn c t trong in trng ngoi (Hỡnh 12.8).
b) Trng hp in hng ton phn.
éú l trng hp vt dn trung ho in A bao bc hon ton vt mang in C (Hỡnh 12.9). Khi ú
nu vt mang in cú in tớch +q thỡ mt trong A ca vt dn bao bc s xut hin in tớch q. Mt ngoi B
ca vt dn s xut hin in tớch +q'. Vỡ õy l trng hp in hng ton phn nờn:
Trong trng hp ny, tt c cỏc ng sc xut phỏt t vt mang in u n gp vt dn bao bc
nú.
2. Mn in.
TOP
Gi s cú mt vt dn rng B t gn mt vt mang in C (Hỡnh 12.10). Nh trờn, ngi ta cú th
chng minh c in trng trong phn rng bng khụng. Nu trong phn rng ca vt B cú t mt vt
A thỡ vt A s khụng chu nh hng in ca vt C. Núi cỏch khỏc, vt dn rng B cú tỏc dng nh mt cỏi
mn che ch cho vt A khi b nh hng in trng ca cỏc vt mang in bờn ngoi. Vt dn rng B
c gi l mn in.
Mn in cú rt nhiu ng dng. Cỏc mỏy tnh in thng c t trong mt v bng kim loi
trỏnh nh hng in bờn ngoi. V kim loi ú gi vai trũ ca mn in. Cỏc ốn in t, cỏc dõy in
thoi, dõy micrụ u c bc ngoi bng nhng li thộp. Li thộp cú tỏc dng nh mt mn in gi
cho ch lm vic ca ốn v dũng in chy trong dõy c n nh, khụng b nhiu bi nh hng in
bờn ngoi
é gi cho in th ca mn khụng i, ngi ta ni mn in vi t. Nu trờn mn in cú cỏc
in tớch thỡ cỏc in tớch ny s theo dõy dn truyn xung t. Dõy ni vi t c gi l dõy "mass".
III. S PHN CC CA CHT éIN MễI
1 Khỏi nim.
TOP
Khỏc vi cỏc cht dn in, trong cỏc cht in mụi khụng cú cỏc in tớch t do. Chỳng khụng th
dn in c. Tuy nhiờn khi ta t mt thanh in mụi, thanh ờbụnit chng hn, vo trong mt in trng
ln thỡ hai u thanh cng xut hin cỏc in tớch. Hin tng ú c gi l hin tng phõn cc in
mụi. Hin tng ny b ngoi cú v ging nh trng hp ta t mt vt dn vo trong mt in trng.
Nhng quỏ trỡnh xut hin cỏc in tớch trờn hai u thanh ờbụnit nh th no v in trng bờn trong
cht in mụi cú b trit tiờu nh trong trng hp vt dn khụng, ú l nhng vn chỳng ta s gii
quyt.
2 Gii thớch hin tng.
TOP
a) Lng cc phõn t.
Ta bit rng mi phõn t ca cht in mụi u gm hai phn: mt phn gm cỏc ht nhõn nguyờn
t mang in tớch dng v phn cũn li l cỏc ờlectrụn mang in tớch õm quay quanh cỏc ht nhõn. Bỡnh
thng, cỏc phõn t ca cht in mụi trung ho in. V phng din in, ta cú th thay phn in tớch
õm ca cỏc ờlectrụn bng in tớch q t ti trng tõm in tớch õm O_ v thay phn in tớch dng ca cỏc
ht nhõn bng in tớch +q t ti tõm in tớch dng O+ .
Do s phõn b ca cỏc ờlectrụn quanh cỏc ht nhõn ngi ta chia cht in mụi lm hai loi: mt
loi cú cỏc ờlectrụn phõn b khụng i xng quanh cỏc ht nhõn. éi vi loi ny, trng tõm in tớch õm
O_ v trng tõm in tớch dng O+ cỏch nhau mt on (Hỗnh 12.11a). Nhổ vỏỷy mọựi phỏn tổớ cuớa
chỏỳt õióỷn mọi coù thóứ coi nhổ mọỹt lổồợng cổỷc in gi l lng cc phõn t cú mụmen lng cc.
Vect hng t O_ n O+. Phõn t loi trờn gi l phõn t t phõn cc. éú l trng hp ca cỏc cht
in mụi nh H2O, (nguyờn cht). Loi phõn t th hai cú cỏc ờlectrụn phõn b i xng quanh cỏc ht
nhõn. Khi ú trng tõm cỏc in tớch õm O_ v trng tõm in tớch dng O+ trựng nhau. Phõn t khụng tr
thnh lng cc in v c gi l phõn t khụng t phõn cc. éú l trng hp ca cỏc cht in mụi
(Hỡnh 12.11b) v cỏc khớ him.
Ta cú th gii thớch quỏ trỡnh xut hin in tớch trờn cht in mụi da vo cu to phõn t ca cht in
mụi. õy ch gii hn nghiờn cu trng hp cht in mụi ng cht v ng hng. Cht in mụi
ng cht v ng hng l cht in mụi trong ú cỏc tớnh cht vt lý núi chung v s phõn cc núi riờng
ti mi im v theo mi phng u nh nhau.
b) Gii thớch hin tng phõn cc.
Ta xột mt khi in mụi t trong mt in trng v ln lt nghiờn cu quỏ trỡnh phõn cc ca
hai loi cht in mụi k trờn.
Loi cht in mụi cú phõn t t phõn cc: éi vi loi ny, khi ta cha t khi in mụi vo trong
in trng, cỏc lng cc phõn t do chuyn ng nhit nờn sp xp hn lon theo mi phng (Hỡnh
12.12). Do ú tng vect ca cỏc mụmen lng cc phõn t bng khụng, trờn khi in mụi khụng xut
hin cỏc in tớch.
Nh vy cú cỏc in tớch trỏi du xut hin hai mt gii hn trc v sau ca khi in mụi. Mt
in trng ngoi i vo s tớch in õm, mt in trng ngoi i ra s tớch in dng. Cht in mụi ó
b phõn cc. (Trờn cỏc hỡnh v 12.13, 12.14, v 12.16 in trng ngoihng t trỏi sang phi).
Loi cht in mụi cú phõn t khụng t phõn cc. éi vi loi ny, khi ta cha t khi in mụi
vo trong in trng ngoi, cỏc trng tõm in tớch dng v õm ca cỏc phõn t trựng nhau. Trong khi
in mụi khụng cú cỏc lng cc phõn t xut hin v trờn mt khi in mụi cng khụng cú cỏc in tớch
xut hin (Hỡnh 12.15)
Kt lun: Dự cht in mụi thuc loi no, khi t vo trong mt in trng ngoi thỡ trờn hai mt
gii hn ca khi in mụi cng xut hin cỏc in tớch trỏi du. Cỏc in tớch ny u l cỏc in tớch liờn
kt, nh x trờn mt gii hn ca khi in mụi.
Tu theo cht in mụi, in tớch ca cỏc lng cc phõn t s ln hay nh v tu thuc theo cng
in trngbờn ngoi v cỏc lng cc phõn t s quay hng nhiu hay ớt. Vy mc phõn cc ca
mt cht in mụi ph thuc vo bn cht ca cht in mụi v cng in trng bờn ngoi.
c. Vect phõn cc in mụi
é c trng cho mc phõn cc ca cht in mụi, ngi ta a khỏi nim vect phõn cc in
mụi. Vect phõn cc in mụibng tng cỏc vect mụmen lng cc inca cỏc phõn t cú trong mt
n v th tớch ca cht in mụi. Chỳng ta hóy xột mt th tớch V ca mt khi in mụi ó b phõn cc.
Th tớch ú phi ln hn rt nhiu so vi kớch thc ca phõn t cú th cha c mt s ln cỏc phõn
t. T nh ngha ca vộc t phõn cc, ta cú th vit:
IV. éIN TRNG TRONG CHT éIN MễI
TOP
V. éIN MễI SẫCNHẫT- HIU NG P éIN
1 éin mụi Sộcnhột
TOP
a) Trong mt khong nhit no y hng s in mụi ca chỳng cú giỏ tr rt ln vo khong
10000.
b) Hng s in mụi ny ph thuc vo cng in trng trong cht in mụi.
c) Sau khi b in trng ngoi i, cht mui ny vn cũn b phõn cc. Hin tng ú gi l hin
tng in tr .
d) Vt quỏ mt nhit Tc no ú (ph thuc vo bn cht ca mui Sộcnhột) mui Sộcnhột mt
ht cỏc c tớnh trờn v tr thnh cht in mụi thng. Nhit Tc gi l nhit Curie.
Hin nay mui Sộcnhột cú nhiu ng dng trong k thut. Vỡ cú hng s in mụi rt ln nờn mt
trong nhng ng dng quan trng ca mui Sộcnhột l dựng nú ch to cỏc t in cú in dung ln
nhng kớch thc li nh, rt tin dựng.
2. Hiu ng ỏp in
TOP
a. Hiu ng ỏp in thun.
bin dng, trc nộn sau gión hoc ngc li thỡ in tớch xut hin hai mt trờn cng i du. Do in
tớch trỏi du xut hin nờn gia hai mt ny cú mt hiu in th. Nu gn vo hai mt ny hai tm kim loi
v ni li bng mt dõy dn thỡ trong dõy s cú dũng in chy. Hiu ng ỏp in thun c dựng
chuyn cỏc i lng c hc (nh lc tỏc dng) thnh cỏc ngun phỏt siờu õm.
VI. éIN DUNG CA CC VT DN.
1 énh ngha.
TOP
Gi s cú mt vt dn cụ lp (ngha l mt vt khụng tng tỏc in vi cỏc vt khỏc). Ta tớch cho
vt ú mt in tớch Q thỡ in th ca vt ú s bng V. Thc nghim chng t in tớch Q ca vt dn cụ
lp t l vi in th V ca nú:
Q = CV (12.19)
trong ú C l h s t l ph thuc hỡnh dng, kớch thc ca vt dn cụ lp v c gi l in
dung ca vt dn ú.
Trong cụng thc trờn, ta nhn thy Q = C khi V = 1 Vol. Vy in dung ca vt dn cụ lp l mt
i lng vt lý, v tr s bng in tớch m vt dn tớch c khi in th ca nú c a t 0 n 1 Vol.
2 éin dung ca t in.
TOP
a.T in : T in c nh ngha l mt h thng hai vt dn cụ lp iu kin hng ng
in ton phn (Hỡnh 12.20)
Vy Fara l in dung ca mt t in khi cú in lng 1 Culụng thỡ hiu in th gia hai bn
bng 1 Vol.
3 Cỏc loi t in thng dựng
TOP
a T in phng:
Nh vy, nu gia hai bn cú cha cht in mụi cú hng s in mụi l ( thỡ in dung ca t in
s tng lờn ( ln so vi khi gia hai bn l chõn khụng hay khụng khớ.
T biu thc trờn ca in dung ta nhn thy mun cho in dung C ca t in ln thỡ din tớch S ca hai
bn phi ln v khong cỏch d gia hai bn phi nh. Nhng mi t in ch chu c mt hiu in th
nht nh; Vt quỏ hiu in th ú, s xy ra hin tng phúng in gia hai bn ca t in. T in s
b hng. Do ú tng in dung C ta khụng th gim mói khong cỏch d gia hai bn c. Hiu in th
ln nht m t in cú th chu c gi l hiu in th xuyờn thng.
Vi cht in mụi secnhột l cht cú hng s in mụi ( rt ln ta khụng cn phi tng din tớch S v
gim khong cỏch d nhiu m in dung ca t in vn ln
VII.NNG LNG éIN TRNG
1. Nng lng ca t in
TOP
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét