研究:结构、形状一定的电容器,其电容C与极板 间均匀的各向同性电介质之间的关系 ·插入电介质前后,极板带电量Q不变,两 极板间的电压分别用、U表示,有: U=-U0 Er是一个大于1的常数,其大小随电介质的种类 和状态的不同而不同,是电介质的特征常数称为电 介质的相对电容率 E=20,~电介质的电容率 上述实验表明:插入电介质后两极E=-E 板间电压减少,说明其间电场减弱了。 电场减弱的原因可用电介质与外电场的相互影响, 从微观结构上来解释
•插入电介质前后，极板带电量Q不变，两 极板间的电压分别用U0 、U 表示，有： 0 1 r U U = 是一个大于 1 的常数，其大小随电介质的种类 和状态的不同而不同，是电介质的特征常数称为电 介质的相对电容率 r •上述实验表明：插入电介质后两极 板间电压减少，说明其间电场减弱了。 0 1 E E r = •电场减弱的原因可用电介质与外电场的相互影响， 从微观结构上来解释。 研究：结构、形状一定的电容器，其电容C与极板 间均匀的各向同性电介质之间的关系。 0 r = ～电介质的电容率
参见P72表9-1几种常见电介质的相对电容率和击穿场强 电介质 相对电容率ε 穿场强/103kV·mm-1(室温) 空气(0℃) 1.00659 水(20t.) 变压器 2.2-2.5 聚四氟乙烯 聚乙烯 2.26 氯丁橡胶 6.60 硼硅酸玻璃 16o 4-25 氧化钛 173 钛酸锶 约250 钛酸钡锶 约104 当电介质两端极板的电压增加,极板间的电场强度E增大到Eb,电介质中 分子发生电离,使电介质失去绝缘性,电介质被击穿了 电介质能承受的最大电场强度Eb~电介质的 E 击穿场强;两极板的电压称击穿电压Ub 平行板电容器
•参见P72 表9-1几种常见电介质的相对电容率和击穿场强 •当电介质两端极板的电压增加，极板间的电场强度E增大到Eb，电介质中 分子发生电离，使电介质失去绝缘性，电介质被击穿了。 •电介质能承受的最大电场强度Eb～电介质的 击穿场强；两极板的电压称击穿电压Ub. b b U E d = 平行板电容器
二、电介质的极化 电介质: 1电介质一是由大量电中性的分子组成的绝缘体 紧束缚的正负电荷在外场中要发生变化 2电介质的分子: ①无极分子( Nonpolar molecule) 在无外场作用下:整个分子无电矩 例如,CO2H2N2O2B ②有极分子( Polar molecule) 在无外场作用下:存在固有电矩 例如,B20Be1C0S0 电子云的 因无序排列对外不呈现电性。 正电中心
①无极分子（Nonpolar molecule） 在无外场作用下：整个分子无电矩。 例如，CO2 H2 N2 O2 He ②有极分子（Polar molecule） 在无外场作用下：存在固有电矩 例如，H2O Hcl CO SO2 因无序排列对外不呈现电性。 2 电介质的分子： 1 电介质－是由大量电中性的分子组成的绝缘体。 紧束缚的正负电荷在外场中要发生变化。 • 电介质： 二、电介质的极化 电子云的 正电中心
电介质的极化: Polarization ①位移极化 Displacement polarization E H H H H E 无极分子 无外场=0外场中(位移极化 电介质 ∑=0 ≠0∑p≠0 出现束缚电荷和附加电场
• • • • • c H H H H 无极分子 电介质 ①位移极化 Displacement polarization • 电介质的极化：Polarization 无外场 = 0 i p = 0 i i p + - + - + - + - + - + - 外场中(位移极化) pi 0 0 i pi 出现束缚电荷和附加电场 E0 + + + + + - - - - - + - - - - - - + + + + + E
②取向极化 Orientation polarization AOI H O 外场中(转向极化) 有极分子 无外场P≠0 p≠0∑≠O 电介质 ∑p=0 出现束缚电荷和附加电场 位移极化和转向极化微观机 M=p×E→>p∥E 制不同,宏观效果相同。 统一描述:∑≠0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。 统一描述: 0 i pi 出现束缚电荷 • • • 104 H H o 有极分子 电介质 无外场 pi 0 = 0 i pi + - ②取向极化 Orientation polarization + + + E0 外场中(转向极化) pi 0 0 i pi 出现束缚电荷和附加电场 + - E M p E p E = → //