Dielettrici

[MrEngineer]

Salve ragazzi, sto preparando l'orale di Fisica II. Arrivato ai dielettrici, vorrei chiedervi qualche delucidazione sulla polarizzazione. In particolare, ho "incontrato" il vettore polarizzazione e il vettore induzione ma non ho ben capito cosa essi rappresentino dal punto di vista fisico e come dovrei dunque introdurli! Grazie in anticipo per le dritte.

[MrEngineer]

Un'altra cosa che volevo chiedervi è cosa rappresenta effettivamente la suscettività elettrica dove è la costante dielettrica relativa.

[marco76]

Beh il vettore polarizzazione dovrebbe essere intuitivo, dovuto allo spostamento delle cariche libere che potresti avere nel dielettrico senza un campo applicato...
Il vettore induzione è simile a quello di polarizzazione ma in più tiene conto di un campo elettrico esterno, dà un'idea dello spostamento delle cariche dovuto ad entrambi i fattori

Dato che il campo esterno agisce sulle cariche libere presenti i due fattori non sono indipendenti e puoi osservare una proporzionalità tra loro che è la suscettività. In pratica usi come fattore di scala il campo elettrico.

Ho provato a parole semplici, le formule credo ti siano chiare

[MrEngineer]

Ciao marco76, mi scuso ma non ho ben capito. Quando inseriamo un dielettrico tra le armature del condensatore, nel dielettrico (che può essere visto come un insieme di dipoli elettrici) i dipoli si vanno ad orientare come il campo esterno tra le armature del condensatore e quindi si viene a creare un momento di dipolo elettrico non nullo. Si crea una separazione di cariche affacciate sulle due facce della lastra di dielettrico e questa carica porta alla diminuzione della ddp e quindi all'aumento della capacità. Il vettore polarizzazione è proporzionale al campo e se il materiale è supposto (per semplicità) lineare, isotropo e omogeneo la relazione si semplifica e diventa .
Ma se il vettore polarizzazione è definito come momento di dipolo elettrico medio per unità di volume, esso sostanzialmente rappresenta la "direzione" media in cui si orientano i vari dipoli? Dalla relazione scritta sopra vediamo che il vettore sarà sicuramente parallelo e concorde al campo

[marco76]

Sì è la grandezza vettoriale macroscopica che descrive la media dei dipoli microscopici nel volume che consideri

https://www.spektrum.de/lexikon/physik/elektrische-polarisation/3941
guarda solo la figura in fondo

[MrEngineer]

Ok grazie! E sul vettore induzione, mi sapresti dire qualcosina in più? Non ho ben capito la prima definizione che mi hai dato

[marco76]

Il vettore induzione è simile a quello di polarizzazione ma in più tiene conto dell'effetto sul materiale di un campo elettrico esterno, dà un'idea dello spostamento delle cariche dovuto ad entrambi i fattori

In pratica a causa della polarizzazione si ha che le sorgenti del campo elettrico nel materiale non sono più le sole cariche. Per tenerne conto si introduce il vettore induzione che è una sorta di campo elettrico "risultante o effettivo" per i materiali polarizzabili (dielettrici). Le sorgenti del vettore induzione sono le cariche superficiali e i dipoli nel materiale

[MrEngineer]

Ti ringrazio! Mi potresti allora definire anche il vettore che non ho ben capito?

[marco76]

Ci provo, il vettore H è l'equivalente magnetico di D che tiene conto delle correnti esterne. Il vettore B tiene conto anche delle correnti molecolari di Ampere.