Elektrická polarizace (někdy také nazývána hustota polarizace nebo hustota elektrického dipólového momentu) je vektorová fyzikální veličina, která vyjadřuje účinek vnějšího elektrického pole na dielektrikum.
Značení, definice a jednotky Doporučené značení:ČSN EN 80000-6 Veličiny a jednotky - Část 6: Elektromagnetismus. Český normalizační institut, leden 2009. Platná od 1. 2. 2009. P, případně Ditedy příspěvek k elektrické indukci s vnitřním (interním) původem; na rozdíl od příspěvku vnějšího pole ε0E Definice: Elektrická polarizace je definována vztahem: , kde E a D jsou vektory intenzity elektrického pole a elektrické indukce, ε0 je permitivita vakua Jednotky: Hlavní jednotkou v SI je 1 coulomb na metr čtvereční, značka 1 C·m−2 Používanými (dříve normou doporučovanými) násobky a díly jsou 1 kilocoulomb na čtverečný metr, značka 1 kC·m−2 1 milicoulomb na čtverečný metr, značka 1 mC·m−2 1 mikrocoulomb na čtverečný metr, značka 1 μC·m−2 zastaralou jednotkou, dnes již neodpovídající doporučené tvorbě násobků, je 1 coulomb na čtverečný centimetr, značka 1 C·cm−2 = 104 C·m−2
Vlastnosti a výpočet
Závislost na vnějším poli V lineárním dielektriku je elektrická polarizace přímo úměrná intenzitě elektrického pole. Koeficient úměrnosti se zpravidla zapisuje pomocí součinu více veličin: , kde εr je relativní permitivita, χe je elektrická susceptibilita. Platnost tohoto vztahu se rozšiřuje i na neizotropní lineární dielektrika, relativní permitivitu a elektrickou susceptibilitu je pak třeba chápat jako tenzory 2. řádu.
Nelineární závislost pak mají např. tzv. feroelektrické látky (feroelektrika), u kterých se v určitém intervalu teplot vyskytuje anomální závislost polarizace na vnějším elektrickém poli, zvaná (stejně jako u obdobných feromagnetik) hysterezní křivka. Při poklesu vnějšího elektrického pole na nulu se u nich může udržet nenulová elektrická polarizace a tedy i nenulová elektrická indukce. Příkladem takových látek je Seignettova sůl (NaKC4H4O6· 4H2O) nebo titaničitan barnatý (BaTiO3).
Jiným typem látek s trvalou (nenulovou) elektrickou polarizací jsou tzv. elektrety.
Mikroskopické vysvětlení Elektrická polarizace je rovna objemové hustotě elektrického dipólového momentu p v prostředí: , resp. , kde naznačená derivace a integrace se bere v tzv. makroskopickém smyslu, tedy limitní proces končí na elementech objemu, ve kterých se ještě neprojevuje částicová struktura látek.
Vzhledem k částicové struktuře látek lze polarizaci vyjádřit jako podíl součtu všech dipólových momentů pi jednotlivých částic v dané oblasti dielektrika a objemu V této oblasti: .
Obecné vysvětlení jevu elektrické polarizace tedy spočívá ve vázaných elektrických nábojích vytvářejících permanentní a indukované elektrické dipóly. Podstatu a vlastnosti chování elektrické polarizace však vysvětlují až teorie materiálových konstant, vycházející z mikroskopické struktury látek. Zkoumají závislost dipólových momentů jednotlivých částic dielektrických látek na lokálním poli i jejich vzájemnou interakci ve struktuře těchto látek.
Poznámky
Reference
Externí odkazy
Kategorie:Elektrostatika Polarizace