Класифікація середовищ за їх властивостями

Силові лінії

Для наглядного відображення векторних полів переважно будують картини так званих векторних, або силових ліній. Це лінії, дотичні до яких у кожній точці вказують напрямок вектора. Густина силових ліній може відповідати інтенсивності поля. При цьому кількість силових ліній, що проходять через ортогональну площадку, повинна бути пропорційна абсолютному значенню вектора, практично постійному в межах малою площадки.

Тут

В залежності від значення питомої провідності речовини середовища класифікуються на провідники s ³ 10⁴ Сім/м, напівпровідники 10^-10<s<10⁴ Сім/м і діелектрики s<10^-10 Сім/м.

s = ¶j/¶Еназивається питомою диференційною електропровідністю або питомою провідністю (або просто провідністю) речовини. Одиниця провідності в системі СІ носить назву сименс (Сім). Питома провідність s в СІ вимірюється в сіменсах на метр (Сім/м): [s] = [j]/[E] = = (A/м²)×(м/В) = (1/Ом)×м^-1 = Сім/м.

Розрізняють звичайні (лінійні) діелектрики, сегнетоелектрики (фероелектрики) і електрети. Діелектрична проникність сегнетоелектриків може складати декілька тисяч одиниць і залежить від величини поля e=e(Е).

При наявності зовнішнього поля домени, ‑ довільно (спонтанно) поляризовані області сегнетоелектрика, – орієнтуються за полем і розміри тих, що вже були зорієнтовані збільшуються за рахунок тих, що мають іншу орієнтацію, внаслідок чого D >> e₀Е и e >> 1. Прикладом сегнетоелектрика може служити титанат барію. Електретами називають діелектрики, подібні до постійних магнітів. Прикладом електрета може служити суміш воску та смоли, уміщена в електричне поле з Е » 10⁶ В/м. Її поляризація зберігається на протязі декількох годин після припинення дії поля.

За характером процесів намагнічування розрізняють три види речовин (середовищ): діамагнетики, парамагнетики і феромагнетики. Середовища, в котрих магнітне поле ослаблюється, називають діамагнітними, середовища, в котрих поле незначно підсилюється, називають парамагнітними, а середовища, в котрих відбувається суттєве підсилення магнітного поля, – феромагнітними.

У діамагнітних речовин магнітна сприйнятливість c_м=m–1 від’ємна, у парамагнітних і феромагнітних – додатна. У феромагнетиків c_м до того ж значно більша за одиницю. Механізм феромагнетизму також, за звичай, пояснюється за допомогою доменної моделі.

Під терміном “макроскопічні параметри», якими характеризують електромагнітне середовище, як правило, розуміють абсолютні діелектричну та магнітну проникності і питому провідність ‑ ε_a, (Ф/м); μ_a, (Гн/м); σ, (Сім/м).

Залежно від особливостей макроскопічних параметрів визначається і різновид середовища. Електромагнітне середовище називають лінійним якщо його параметри e_а, m_а і s не залежать від величини електричного і магнітного полів, а вектори поля зв’язані між собою лінійними залежностями. Відповідно, електромагнітне середовище буде нелінійним, якщо хоча б один з його параметрів e_а, m_а або s залежить від величини електричного або магнітного полів.

Однорідним називають електромагнітне середовище, параметри e_а, m_а і s котрого не залежать від координат. Середовище називають ізотропним, якщо його параметри e_а, m_а и s не залежать від напрямку векторів Е і Н, тобто є скалярними величинами. Якщо параметри середовища залежать від частоти зміни поля, то говорять про частотну (або часову) дисперсію середовища і середовище називають дисперсним.