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文档简介

1一、电介质

电介质是一种绝缘材料,在外电场作用下不能发生传导现象,可以发生极化现象。电介质有多种形态:固态,液态和气态。电介质分子可分为两类:无极分子有极分子当外电场不存在时,电介质中分子的正负电荷的“重心”是重合的。当外电场不存在时,电介质中的正负电荷“重心”不重合,因此每个分子可等效为一个电偶极子。1.电介质的特性无极分子:有极分子:2.4介质的极化极化强度22.电介质的极化定义:这种在外电场作用下,电介质中出现有序排列的电偶极子,表面上出现束缚电荷的现象,称为电介质的极化。

(1)无极分子的极化:位移极化

在外电场作用下,由无极分子组成的电介质中,分子的正负电荷“重心”将发生相对位移,形成等效电偶极子。E3(2)有极分子的极化:转向极化

在外电场作用下,由有极分子组成的电介质,各分子的电偶极矩转向电场的方向。3.极化强度极化强度:描述电介质极化程度的物理量。极化强度定义:单位体积中分子电矩的矢量和。E外加电场外加电场4

设介质中任一小体积中所有分子的电矩矢量和为,极化强度为:极化强度的单位是。介质中的每一点极化强度矢量与该点的电场强度成正比,即称为介质的电极化率,无量纲。物理意义:表示单位体积内电偶极矩矢量和。5二、极化电荷(束缚电荷)

电介质被极化后,在其内部和分界面上将出现电荷分布,这种电荷被称为极化电荷。由于相对于自由电子而言,极化电荷不能自由运动,故也称束缚电荷。

位于电介质内部的极化电荷称为体极化电荷,位于表面的极化电荷称为面极化电荷。

介质被极化后,分子可视作一个电偶极子。电介质中体积内的的全部电偶极子,在场点产生的电位:其中:表面是体积的封闭界面。束缚面电荷在场点产生的电位束缚体电荷在场点产生的电位6具有体电荷密度的量纲C/m3,

分别是人为定义的极化(束缚)电荷体密度和极化电荷面密度。则具有面电荷密度的量纲C/m2,定义7计算介质极化后所产生的电位:1)将电介质从所研究的区域取走,2)计算,3)按计算自由电荷的电场的方法来计算极化电荷的电场。说明:1)极化电荷不能自由运动,也称为束缚电荷;2)由电荷守恒定律,电介质内的总极化电荷为零;84)若极化媒质内存在自由电荷,则在自由电荷处一般存在极化电荷。3)当极化强度为常数时,称为均匀极化。均匀极化时介质内部不出现体极化电荷

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