|
|
Page:158
בחומר מבודד אין אלקטרונים חופשיים היכולים לנוע במנותק מהאטומים , כפי שיש במוליך מתכתי . לכן המטענים אינם נעים למרחק גדול . השדה גורם רק לתזוזה קלה של המטענים בתוך המולקולה , ואולם די בכך כדי ליצור בה מומנט דיפולי , המכונה מומנט ד » פול » מושרה . המומנט המושרה מופנה בכיוון השדה , וגודלו פרופורציוני , בדרך כלל , לעוצמת השדה . כאשר בין לוחות הקבל הטעון יש חומר דיאלקטרי , השדה החשמלי גורם לכך שכל מולקולה בחומר הדיאלקטרי נעשית חיובית בחלקה הפונה ללוח השלילי , ושלילית בחלקה הפונה ללוח החיובי , כמתואר באיור 6 . 14 א . הדבר קורה בין שיש למולקולות מומנט דיפולי קבוע , ובין שיש להן רק מומנט דיפולי מושרה בגלל השדה . התופעה נקראת ק » טוב חשמל . * כתוצאה מהקיטוב של החומר הדיאלקטרי , נוצר עודף של מטען חיובי בשכבה דקה הסמוכה ללוח השלילי של הקבל , ועודף של מטען שלילי בשכבה דקה ליד הלוח החיובי , כמתואר באיור 6 . 14 ב . המטענים הללו גורמים להחלשת השדה החשמלי בין לוחות הקבל ( משום שהשדה שהם יוצרים הפוך לשדה שיוצר המטען שעל הלוחות . ( החלשת השדה מקטינה את המתח בין לוחות הקבל ( עבור מטען נתון ) וזו הסיבה שהקיבול ( השווה ( Q / V גדל בעקבות הכנסת החומר הדיאלקטרי . בשאלה 6 . 12 נדגים זאת בעזרת דוגמא מספרית . חשוב לציין כי הקיטוב של החומר הדיאלקטרי יוצר עודף של מטען חיובי ושלילי רק סמוך לפניו . שאר הנפח נותר ניטרלי מבחינה חשמלית , משום שבכל פיסה מקרוסקופית של חומר יימצאו מספר שווה , בקירוב , של מטענים חיוביים ושליליים . במילים אחרות , בתוך החומר המטען הכולל ליחידת נפח שווה לאפס . המטענים המופיעים על פניו של גוף מבודד בהשפעת שדה חשמלי הס מטענים מושרים , בדומה למטענים המושרים על פניו של מוליך מתכתי הנמצא בשדה חשמלי . ההבדל בין שני סוגי החומרים מתבטא בכך שבמוליך , המטען המושרה מבטל כליל את השדה החשמלי החיצוני , וגורם לכך שהשדה בתוך המוליך יהיה אפס . במבדד , לעומת זאת , אין המטענים חופשיים לנוע ללא הגבלה , ואין הם יכולים להיערך באופן שיבטלו את השדה החיצוני . לכן השדה בתוך החומר הדיאלקטרי נחלש , אך אינו מתבטל לגמרי . איור : 6 . 14 ( א ) תיאור סכימתי של המולקולות בחומר הדיאלקטרי המקוטב שבין לוחותיו של קבל טעון . ( ב ) כתוצאה מקיטוב החומר , מופיע מטען חיובי סמוך ללוח השלילי של הקבל , ומטען שלילי סמוך ללוח החיובי . הדבר מחליש את השדה החשמלי השורר בין לוחות הקבל , ואת המתח בין הלוחות .
|
|