Efq土偶极子电偶极矩μ:μ=ql(单位:库仑·米)电偶极矩的方向:!负电荷指向正电荷。电偶极矩的方向与外电场的方向一致。介质的极化强度P:P=Zu/V单位介质体积内的电偶极矩总和。或束缚电荷的面密度。21
21 电偶极矩 :=ql(单位:库仑 · 米) 电偶极矩的方向:负电荷指向正电荷。电偶极矩的方 向与外电场的方向一致。 介质的极化强度P:P= /V单位介质体积内的电偶极 矩总和。或束缚电荷的面密度。 ± -q +q l E 偶极子
4.电介质的击穿-绝缘强度电介质的击穿一般外电场不太强时,电介质只被极化,不影响其绝缘性能。当其处在很强的外电场中时,电介质分子的正负电荷中心被拉开,甚至脱离约束而成为自由电荷,电介质变为导电材料。当施加在电介质上的电压增大到一定值时,使电介质失去绝缘性的现象称为击穿(breakdown)。外加电场强度超过某一临界值时,介质由介电状态变为导电状态的现象。22
22 4. 电介质的击穿 - 绝缘强度 电介质的击穿 一般外电场不太强时,电介质只被极化,不 影响其绝缘性能。 当其处在很强的外电场中时,电介质分子的正负电荷中心 被拉开,甚至脱离约束而成为自由电荷,电介质变为导电材 料。当施加在电介质上的电压增大到一定值时,使电介质失 去绝缘性的现象称为击穿(breakdown)。 外加电场强度超过某一临界值时,介质由介电状态变为导 电状态的现象
介电强度:相应的临界电场强度击穿电场强度E=V/hV一击穿电压;h一材料厚度击穿电压电介质(或电容器)击穿时两极板的电压热击穿热击穿的本质:处于电场中的介质,由于介质损耗而受热:当外加电压足够高时,散热和发热从平衡状态转入非平衡状态,介质的温度将越来越高,直至出现永久性破坏23
23 介电强度:相应的临界电场强度 热击穿 热击穿的本质: 处于电场中的介质,由于介质损耗而受热; 当外加电压足够高时,散热和发热从平衡状态转入非平衡 状态,介质的温度将越来越高,直至出现永久性破坏。 击穿电场强度 E=V/h V—击穿电压;h —材料厚度 击穿电压——电介质(或电容器)击穿时两极板的电压
电击穿固体介质电击穿的碰撞电离理论:在强电场作用下,固体导带中可能因冷或热发射存在一些电子,这些电子被加速,获得动能;把能量传递给晶格高速电子与晶格振动相互作用,上述两个过程在一定温度和场强下平衡时,固体介质有稳定的电导;,电子当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时,动能越来越大;大到一定值,电子与晶格振动的相互作用导致电离产生新电子,使电子数自迅速增加,电导进入不稳定状态,发生击穿。载流子数自迅速增加。24
24 电击穿 固体介质电击穿的碰撞电离理论: 在强电场作用下,固体导带中可能因冷或热发射存在一些电 子,这些电子被加速,获得动能; 高速电子与晶格振动相互作用,把能量传递给晶格; 上述两个过程在一定温度和场强下平衡时,固体介质有稳定 的电导; 当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时,电子 动能越来越大; 大到一定值,电子与晶格振动的相互作用导致电离产生新电 子,使电子数目迅速增加,电导进入不稳定状态,发生击穿。 载流子数目迅速增加
介电弛豫理想电介质中实际电介质Q时间电荷累积与电流特性25
25 时间 介电弛豫 理想电介质 实际电介质 V Q I V Q I 电荷累积与电流特性