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DielectricsinfectiontoElectrostaticField
电介质——绝缘体(无自由电荷)
放入电介质后
相对电容率(相对介电常量)
电容率(介电常量)
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Dielectricsandpolarization
(外电场)
一、介质的极化(polarization)
——在外电场作用下,介质表面感生出束缚(极化)电荷的现象.
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端面——“束缚电荷”或“极化电荷”。
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非极性分子:正、负电荷中心重合
(氢、甲烷、石蜡等)
极性分子:正、负电荷中心不重合
(水、有机玻璃等)
每一个分子中的正电荷集中于一点,称为正电荷重心;负电荷集中于另一点,称为负电荷重心——构成电偶极子.
分子的电矩:
CH4分子
H2O分子
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无外场时:
极性分子
非极性分子
有外电场时
①极性分子取向极化
——分子固有电矩在电场作用下沿外电场方向取向
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极化的效果:端面出现束缚电荷
(外电场)
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②无极分子位移极化
+
-
(外电场)
+++
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极化的效果:端面出现束缚电荷
位移极化和转向极化微观机制不同,宏观效果相同。
(Polarizationintensity)
——表示电介质极化程度
电极化强度:单位体积内的分子电矩的矢量和
的SI单位:C/m2
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对非极性电介质:
单位体积内的分子数
实验表明:对于各向同性电介质,有
该点的总场强
——称介质的极化率
由介质的性质决定,与无关。在各向同性均匀介质中为常数。
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(dielectricbreakdown)
——外电场很强时,大量分子离解,介质变
成导体.
介电强度(击穿场强):
电介质所能承受的最大场强
介质介电强度(106V/m)
空气3
矿物油 15
瓷620
玻璃1025
聚乙烯50
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二、介质表面的束缚电荷
+
+
+
+
以非极性电介质为例:
表面dS的束缚电荷:
dS
由
极化面电荷密度为极化强度外法线的分量
此结果也适用于极性电介质
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