电工材料及应用(J1).ppt

1、传记材料和应用、Chunyan、Chap 5介质和绝缘材料，绝缘材料是低电导率(通常在10-910-10 s/m之间)，限制电流流向特定路径的材料(例如马达、变压器、传记和电缆的绝缘)此外，还有利用“介电”特性制造电场来存储电力的材料(例如电容器)。遗传介质是在电场中可以极化的材料。遗传介质大部分是优秀的绝缘材料，因此两者都经常通用。遗传介质一般是绝缘体。但是，广义上的传记介质包括半绝缘体和特殊状态的半导体(例如，载流子耗竭状态的半导体)，材料的传记性能是传记介质的主要特征。以正负电荷中心不一致的电极化方式传递、存储或记录电的作用和效果。电极化中的电荷主要指原子、分子、晶格、缺陷位置或局部区域

2、内束缚的束缚电荷。牙齿章节介绍了介电和绝缘材料的基本概念和性能，并介绍了介电材料宏观介电性能的几个茄子微观机制。不同的束缚电荷徐璐在不同频率的交变电场作用下徐璐表现出不同的电极化行为，决定介质材料的不同性能。、0介质分类，传记介质根据分子的正负极电荷分布，中性介质偶极离子介质，1介质极化的基本概念，电偶极矩单位为C.m(库仑)。米)。分子物理学中常用的分贝(D)是单位，1D是10，H2O的电偶极矩1.85D，HCl的电偶极矩1.08D，1，定义和相关物理量，1，电偶极矩：大小等于，符号相反，徐璐L的两点电荷(Q，-q)极化强度：单位体积内的电偶极矩总和称为极化强度，用P表示，介质中有电磁学理论

3、，3，介质的极化率和相对介电常数，(库/米2)。在这里描述物质的遗传特性时，使用相对。2，电极化的微观机理可以从物质的构成来看。物质的宏观电极化是构成物质的微观粒子牙齿外展作用和微观电极化的结果，通常是微观粒子外展作用的传记矩和场强有以下关系：从食到微观极化率。粒子微观极化率可能源于多种茄子原因。一般来说，电子云变位极化(极化率以E表示)、离子变位极化(极化率以I表示)、偶极旋转极化(极化旋转率以D表示)、1、电子云变位极化：在没有电场作用的情况下，在构成电子介质的分子或原子受到正负电场影响的情况下，正负电荷中心相对变位电子云变位极化存在于所有气体、液体和固体介质中。(1)电子云变位极化率：理

4、论计算值取决于使用的粒子模型。点核球形负电荷壳模型或圆周轨道模型(玻尔模型)计算的电子极化率为，(2)电子云变位极化的特征：A)形成极化所需的时间很短(因为电子质量很低)B)有弹性，如果去除外部电场，作用中心很快就会一致，整体具有非极性，因此电子极化没有能量损失。c)温度对电子极化影响不大。以上所有情况在数量级上均相同，其值均为10-40Fm2，与实验结果一致。，量子力学计算给出的电子极化率为，2，离子变位极化：在离子晶体中没有电场的情况下，离子处于正常晶格位置，在外部保持传记中立，但在电场作用下，正，负离子产生相对位移，原传记中性分布的状态为破坏，电荷重新分配等于从中性分子到偶极产生离子变位

5、极化，(1)离子变位极化率：即(2)离子变位极化的特征：如果频率不是太高，可以认为与频率无关。b)弹性极化，能量损失小。c)离子变位极化受两种茄子相反因素的影响。温度升高，离子间的结合力降低，极化程度增加。但是离子的密度随着温度的升高而减少，极化程度降低。一般来说，以前的因素具有影响大小的特性，通常是正温度系数，即温度升高时，极化度有改善趋势。3，偶极旋转极化：极性传记介质中有固有偶极矩0牙齿的偶极。没有外部电场时，偶极排列混乱，I=0。添加电场时，偶极改变方向，形成方向阵列，使遗传介质极化。(1)偶极极化率：具有固有电偶极矩0牙齿的偶极的朝向极化极极化率，(2)偶极极化极化的特征：a)极化是

6、非弹性的，消耗的电场在还原时无法回收。b)形成极化所需的时间约为10-1010-2，因此与电源频率有很大关系，在频率较高时，偶极未来得及旋转，从而减少。c)温度对极性介质有很大影响。4，空间电荷极化：空间电荷极化经常发生在非均匀介质中。在电场作用下，非均匀介质内部的正负间隙离子分别称为负、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正、正这种极化，称为空间电荷极化。电极附近积累的离子电荷就是空间电荷。实际上，晶界、边界、晶格畸变、杂质等缺陷区域都可能成为自由电荷运动的障碍，在这些障碍中，自由电荷积累，空间电荷极化的特征：空间电荷极化随温度上升而减少。随着温度的升高，离子运动加剧，离

7、子扩散容易，空间电荷减少。构建空间电荷需要几秒到几十分钟，甚至几十小时，因此空间电荷极化仅影响直流和低频下的遗传特性。5，松弛极化材料有弱连接电子、离子、偶极等松弛粒子时，热运动扰乱了这种松弛粒子分布，电场试图按电场规律分布牙齿粒子。最后，在一定温度下，电场的作用主导，发生极化。这种极化具有统计性质，称为热传递极化。李莞极化的特征：李莞极化的带电粒子在热运动时移动的距离可能会比分子大小大，甚至更大。在弛豫极化中，质点为了移动必须克服一定的势障碍，因此牙齿极化必须设置得更长(最长10-210-9秒)，吸收一定的能量，因此牙齿极化是不可逆转的过程。松弛极化大部分发生在晶体缺陷或玻璃体内。2材料的遗

8、传性，1，介电率和相对介电率常数极化强度P与宏观实际有效电场E连接，1，介电率：，基因组的相对遗传常数，是无量纲数。电场中的介电极化改变电感强度D。绝对遗传常数，相对遗传常数都表示基因组极化，存储电荷的能力宏观物理量。，2，相对介电常数与分子极化率的关系，对于分散状态物质，1880年，H.A.Lorentz和L.Lorenz分别获得了以下公式：表达式的N个单位体积中的分子数。称为LorentzLorenz公式的牙齿格式将表示极化特性的宏观参数(介电常数)和微观参数(分子极化率)联系在一起，并提供了介质性能参数的计算方法。Clausius-Mosotti方程，相对分子量密度阿伏伽德罗常数电子极化

9、率，如上所述，介电常数随电子极化率的增加而增加。密度增加，介电常数也增加。2，介电预喻，1，预喻过程：宏观系统因周围环境的变化或外部作用而变为比热平衡状态，牙齿系统再次从不平衡状态转变为新的热平衡状态的整个过程称为预喻过程。疾驰过程实质上是系统的微观粒子相互作用交换能量，最终达到稳定分布的过程。疾驰过程的宏观规律取决于系统微观粒子相互作用的性质。因此，研究比喻现象是获取这些相互作用的信息的最有效的方法之一。2，媒体李莞和驰豫时间：传记媒体中发生的极化相关缓解过程是媒体松弛。在表达式中称为驰豫时间，是P减少E-1倍所需的时间。在初始条件下，可以知道牙齿微分方程解释。设置为t0时，介质在外部电场作

10、用下极化。其强度为P0，t=0时突然移除电场，系统会经历李莞过程。其极化强度随着时间的推移逐渐减小，最终达到热平衡状态的零值。一般来说，极化强度P的下降率与P成正比。也就是说，德拜在解释传记介质极化现象的礼治过程中，使用以下传记常数对交变电场频率的关系。3，德拜奇方程：在这里，当电场频率变为无穷大时，介质的传记常数。(t)衰减系数。在t0处，介质的极化强度为0，t=0时突然加上一定的电场，系统也将经历延迟过程，其极化强度随着时间的推移逐渐增加，最终达到新热平衡状态的P0值。(阿尔伯特爱因斯坦、美国电视电视剧、美国电视电视剧牙齿比喻过程中的极化强度变化是，)牙齿曲线通常称为Cole-Cole图形

11、。4、Cole-Cole图形、从debay方程式中移除、可用、Cole-Cole图形在处理实验资料时很有用。在实验中，徐璐在不同的频率下测量材料的复介电常数的实际和虚部，并将实验数据制作成复平面上的Cole-Cole图表，就可以知道地图材料的复介电艺是否属于德拜，也可以驰豫时间求。半圆和横坐标的两个交点值为：将半圆顶点的坐标赋给德拜方程时，顶点的圆频率和驰豫时间之间的关系为=1。3，介质损耗：电场作用下单位时间消耗的电称为介质损耗。1，损失的形式，电导损失：在电场作用下，介质的泄漏电流引起的损失是电导损失。绝缘的液体，高介质在工作电压下通常电导损失小，但随着温度的增加急剧增加。极化损失：各种极

12、化机制在电场作用下产生的能量损失称为极化损失。极化损失主要是由于缓慢的极化过程，如偶极极化损失。极化损失与温度相关，与交流电场的频率相关，在任何温度或任何频率下，损失都表示最大值。自由损失：气体间隙的电晕损失和液体、固体绝缘体的部分放电引起的电力损失称为自由损失。，2，介质损耗的表示，在大多数实际介质中，介电常数是复数的，常用损耗角的大小，损耗角的定义，4，介电常数和介质损耗的影响因素，材料介电常数和频率的一般关系如下：3360，1，频率的影响，R遗传损失主要是由于泄漏。2)随着外加电场频率的提高，松弛极化在特定频率上跟不上外电场的变化，对介电常数的贡献减少，随着R牙齿的提高而减少。在牙齿频率

13、范围内，1导致TG升高，P也增加。(3)高时，R，介电常数仅由变位极化决定，R为最小值。在牙齿点，1导致TG随着上升而减少。时，tg0。2，温度的影响，温度对弛豫极化的影响，因此P和TG与温度关系很大。松弛极化随着温度的升高而增加，牙齿时离子之间容易发生移动，松弛时间常数减少。(1)温度很低时，随着温度升高，R，TG，P上升。(3)温度升高到较大值，离子热动能很大，在电场作用下离子的方向移动受到热运动的干扰，极化减弱，R牙齿下降。这时电导损失急剧上升，TG也随着温度上升而急剧上升。(2)在中等温度范围的特定温度Tm下，P和TG为最大值，1:结构损失2:李莞损失，3:电导损失；4:总损失，玻璃中

14、各种介质损失与温度的关系，5，介质的电导率，介质不是理想绝缘体，电场作用下一定电流通过是介质的传导。电介质的传导大小，通常用电阻率或电导率表示。牙齿两种茄子都与表征材料导电性的宏观参数、材料的几何尺寸无关。m种载流子参与度的情况下，电导率根据导电载流子种类，传记介质的电导率可以分为：(1)电子传导(包括空穴传导):载流子是带负电荷的电子(或带正电荷的空穴)(2)离子传导：载流子是理解的原子或原子团(离子传导时会伴随电解现象)。固体导体、半导体及铁电以下的绝缘体主要是电子导电，液体导体、半导体及弱电场以下的绝缘体主要是离子导电。气体介质电导率、常温、常压气体在低电场强度下都是优秀的绝缘体，能通过

15、气体的电流非常微弱，只有使用高灵敏度的静电机才能检测到(j10-14 A/m2) j-E曲线3区：欧姆电导区饱和电流激增区，液体电介质的电导率工程极性高于非极性。离子导电胶体导电电子电导、固体电介质电导、离子电导电子电导、固体电介质表面电导、亲水介质疏水介电、6、介电强度和破坏、热击穿热击穿电压随环境温度的升高而降低。传记介质只能在特定电场强度内保持绝缘特性。电场强度超过特定阈值时，介质导体，这称为介质的破坏，相应的临界电场强度称为介电强度或破坏电场强度。显然，牙齿参数媒体在媒体使用中尤为重要。严格划分制动器类型是很困难的。一般分为热击穿、电击穿和局部放电击穿三种茄子类型。，电击穿：在强电场中，固体传导带的电子在外电场的作用下加速动能的获取，另一方面与晶格振动相互作用，将能量传递到晶格。如果电场给电子的能量大于晶格振动能量，电子的动能大小就会增大，达到一定的值，电子和晶格就会相互作用，电离产生新的电子，自由电子的数量会迅速增加，电导率增加，破坏。(威廉莎士比亚，紫瑞王，自由电子，自由电子，自由电子，自由电子，自由电子，自由电子，自由电子)，表面放电和边缘破坏：固体媒体经常在周围气体媒体上。钻孔时，经常会发现介质本身并穿透到末端，但通过表面，即表面放电，会产