POLARISATION éLECTRIQUE

-polarisation électrique

La polarisation électrique est la création de dipôles électriques (fixation de charges).

C'est par ailleurs un moment électrique coulombien volumique

Equation aux dimensions : L-2.T.I       Symbole de désignation : σ         Unité S.I.+ = (C / m²)

Relations avec autres unités :

1 unité c.g.s.e.m valait 105 C / m²

1 Coulomb par cm² vaut 104 C / m²

1 unité c.g.s.e.s valait 3,335.10-6 C / m²

 

FORMULE GENERALE:    σ = Mé / V

où σ(C/m²)= polarisation électrique (d’une molécule par exemple) et V(m3) le volume

Mé(m-C)= moment coulombien électrique

On a aussi : σ = pv  / E

avec σ(C/m²)= polarisation électrique (d’une molécule par exemple)

pv(J/m3)= son énergie volumique

E(V/m)= champ d’induction électrique auquel elle est soumise

 

POLARISATION NATURELLE

Certaines molécules (eau, acide chlorhydrique...) possèdent une dissymétrie de répartition des charges: c’est une polarisation de déplacement (sous entendu du centre de gravité des charges) Des corps ferromagnétiques ont une polarisation spontanée (sans champ extérieur) à travers des éléments dits électrets.  >>> ex : les cires et soies artificielles

Il y a présence d'hystérésis quand les molécules furent antérieurement soumises à un champ extérieur

 

POLARISATION PROVOQUÉE

C'est le cas d’une molécule polaire (c’est à dire ayant un moment électrique Mo intrinsèque du fait de la répartition interne dissymétrique des charges)

σ = Mé / V       ou   σ = E.ε.Ω

avec σ(C/m²)= polarisation

Mé(C-m)= moment électrique coulombien

V(m3)= volume de la molécule

E(V/m)= champ d’induction électrique

ε(F/m-sr)= constante diélectrique

Ω(sr)= angle solide global

-polarisation électrique pour une particule soumise à un champ électrique E

Cette polarisation exprime la comparaison entre l’énergie volumique existant dans une particule et le champ E auquel elle est soumise (σ = pv / E)

C'est toujours la même grandeur :

Equation aux dimensions  : L-2.T.I         Symbole de désignation : σ         Unité S.I.+ = (C / m²)

Et par exemple pour l'électron : σ = e / Se[1 + (F’g2.ε.B.P/ f.mé)²]1/2

F’g2 = facteur gyromagnétique (2,002319)

e(C)= charge de l’électron (1,602.10-19 C)

ε = permittivité

mé(kg)= masse de l’électron (9,109.10-31 kg)

B(T)= champ d’induction magnétique et P(V-m-sr) l'entité d'induction électrique

f(Hz)= fréquence moyenne du retard de réémission de lumière

Se(m²)= section efficace

 

RELATIONS GÉNÉRALES POUR la POLARISATION ÉLECTRIQUE

σ = ε.E'     ou   σ = Ω.(D - ε.E)        ou   σ = ε0.χd .E

où σ(C/m²)= polarisation

E'(V-sr/m)= électrisation créant la polarisation

ε(F/m-sr)= constante diélectrique du milieu

D(C/m²)= champ d'excitation électrique

E(V/m)= champ d'induction électrique  de faible valeur

Ω(sr)= angle solide dans lequel s'exerce le phénomène (en général l’espace entier, soit 4∏sr pour un système d’unités qui a comme unité d’angle le stéradian)

σ(C/m²)= polarisation électrique

ε0(F/m-sr)= permittivité(du vide)

χd(sr)= susceptibilité électrique

 

POLARISATION INDUITE d'ORIENTATION (en sus)

Elle concerne les charges sur nœuds des réseaux et sur molécules disponibles, qui se déplacent sous l'influence du champ externe H, avec des sens différents selon leur polarité

s = Ω.(D - e.E) 

avec s(C/m²)= polarisation

ε(F/m-sr)= constante diélectrique du milieu

D(C/m²)= déplacement

E(V/m)= champ d'induction électrique

Ω(sr)= angle solide dans lequel s’exerce le phénomène (en général l’espace entier, soit 4∏ sr pour un système d’unités qui, comme S.I.+, a comme unité d’angle le stéradian)

Une polarisation directionnelle est la variation de direction des dipôles dans un solide

 

CAS PARTICULIER de la CHARGE SUPERFICIELLE(ou densité superficielle de charge)

Alors que la polarisation concerne un objet ayant un certain volume (par ex. un dipôle), la charge superficielle concerne un conducteur ne possédant qu’une surface (d'épaisseur négligeable)

σ = DN.Ω       ou   σ = DN.χd

σ(C/m²)= charge superficielle d’un conducteur en un point O

DN(C/m²-sr)= composante normale du champ d’excitation électrique D en un point extérieur voisin de O

Ω(sr)= angle solide dans lequel s’exerce l’effet électrique depuis O

χd(sr)= susceptibilité diélectrique

 

POLARISATION de DEBYE

Pour les molécules à charges polaires permanentes (avec moment électrique parallèle au champ solliciteur extérieur E)

Synonymes = Polarisation par orientation- Moment électrique volumique

σ = [Q.l] / V

σ (C/m²)= polarisation électrique en un point d’un diélectrique

[Q.l] (m-C)= en ce point, moment électrique coulombien Mé du dipôle de volume V(m3)

chargé de Q(C)

 

POLARISATION ÉLECTROLYTIQUE

En électrotechnique, elle exprime la diminution de la force électromotrice entre électrodes, dans une électrolyse : les électrodes se polarisent (apparition d’une f.é.m. de polarisation entre solution et métal de l’électrode)

Une électrode de même métal que celui du sel électrolysé est impolarisable

 

POLARISATION IONIQUE

Les déplacements des charges dans un réseau cristallin (sous action d’un champ extérieur E) causent une polarisation

 

POLARISATION en TUBE ÉLECTRONIQUE

Due à la variation de tension entre électrodes, dans un tube. Elle est due au mouvement des électrons par rapport au noyau

Les déplacements d’électrons dans l’environnement du noyau causent une polarisation permanente



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