文档介绍：4. 材料的介电性 电介质概述
一、电介质的定义
电介质的本质特征是以极化的方式传递、存储或记录电场的作用和影响，介电常数是表征电介质的最基本的参量。
陶瓷的介电性能决定于感应极化的产生及其随时间的建立过程，而介电常数随频率和位移极化率随温度升高而增大，但增加甚微。
偶极子取向极化率与温度成反比，随温度升高而下降。偶极子取向极化率比电子位移极化率大得多，约为10－38 .。
介电性能的温度特性对于介电材料的实际应用至关重要，如介电常数温度系数是衡量电介质陶瓷性能的重要指标之一。
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4. 材料的介电性 电介质的极化
不同电介质因极化机制不同, 通常表现出不同介电常数.
气体: 单原子, 电子位移极化, r = 1+ n0/0
极性分子气体: =e+=e+02/3KT
非极性液体和固体电介质, r=2
极性液体电介质, =e+=e+02/3KT,r>
离子晶体
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一、基本介电关系
在各向同性的线性电介质中, 极化强度P与电场强度E成正比，且方向相同，即
P = 0E
---电介质的极化率， 对于均匀电介质是常数，对于非均匀电介质则是空间坐标的函数。定量表示电介质被电场极化的能力，是电介质宏观极化参数之一。
4. 材料的介电性 电介质的物理参数
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基本介电关系：电位移矢量与电场强度和极化强度之间的关系为: D = 0E+P, 适用于各类电介质。
D = 0E+P＝0E＋0E＝（1＋）0E, 令（1＋）0 ＝ 0r =， 则有D = E, 仅适用于各向同性线性电介质
和r分别为电介质的介电常数和相对介电常数。
一、基本介电关系
4. 材料的介电性 电介质的物理参数
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一、基本介电关系
4. 材料的介电性 电介质的物理参数
从微观上, 极化强度是电介质单位体积中所有极化粒子偶极矩的向量和, P = n0.,
对线性极化, =Ee, ---原子分子离子的极化率, Ee---有效电场
上式表示了电介质中与极化有关的宏观参数(、r、E）与微观参数(、n0、Ee)之间地关系。
电介质极化的宏观参数与微观参数的关系
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4. 材料的介电性 电介质的物理参数
二、介电常数
在交变电场下，由于介质的极化建立需要一定时间，在实际电介质中会产生损耗，因此介电响应需用复介电常数描述
其中， 表示损耗，称为损耗因子，是表示电介质损耗的特征参数，其中 为电导率。在实际应用中，通常用损耗角正切表示电介质在交变电场下的损耗，
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4. 材料的介电性 电介质的物理参数
三、介电弛豫
弛豫过程：一个宏观系统由于周围环境的变化或受到外界的作用而变为非热平衡状态，这个系统再从非平衡状态过渡到新的热平衡态的整个过程就称为弛豫过程。
弛豫过程实质上是系统中微观粒子由于相互作用而交换能量，最后达到稳定分布的过程。弛豫过程的宏观规律决定于系统中微观粒子相互作用的性质。因此，研究弛豫现象是获得这些相互作用的信息的最有效途径之一。
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4. 材料的介电性 电介质的物理参数
四、介电损耗
电介质在电场作用下的往往会发生电能转变为其它形式的能（如热能）的情况，即发生电能的损耗。常将电介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。
电介质在电场作用下的往往会发生电能转变为其它形式的能（如热能）的情况，即发生电能的损耗。常将电介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。
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电介质的损耗
在电压U的作用下，电介质单位时间内消耗的能量
电导损耗
松弛极化
典型的为偶极子转向极化
产生原因
电介质的损耗
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∴ 在直流电压作用下，介质损耗决定于 。
在直流电压作用下，介质中存在载流子，有泄露电流
电介质的损耗
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交变电场作用下,除了泄漏电流 ，还有极化电流
只用 来描述就不够了，必须要用其它量来描述介质的品质，即介质损耗角正切 （loss factor）
电介质的损耗
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是电压U与电流I的相位差
电介质的损耗
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介质损耗角正切 的意义
介质损耗
由于
① 当 恒定时，
② 是描述交变电场作用下介质损耗的宏观参数；