三)偶极子式极化 极性电介质(胶木、橡胶等):分子中正、负电荷作用中心永 不重合,具有固有的电矩,为一电偶极子。 无外电场时:因分子热运动,介质 中电偶极子杂乱无序 的排列,宏观电矩等 Q∈ 86666 oresol 于零,整个介质对外 不呈现电性。 (b) (a)无外电场(b)有外电场 有外电场时:介质中电偶极子沿电 2-3偶极子式极化 场方向定向排列,介 质对外呈现电性。 特点:1、极化所需的时间也较长,10-610-23s。极化程度与 外施电源频率有较大关系,频率提高,极化减弱。。 2、极化过程需要消耗一定的能量
(三)偶极子式极化 极性电介质（胶木、橡胶等）：分子中正、负电荷作用中心 永 不重合，具有固有的电矩，为一电偶极子。 无外电场时：因分子热运动，介质 中电偶极子杂乱无序 的排列，宏观电矩等 于零，整个介质对外 不呈现电性。。 有外电场时：介质中电偶极子沿电 场方向定向排列，介 质对外呈现电性。 特点：1、极化所需的时间也较长，10－6—10－2 s。 极化程度与 外施电源频率有较大关系，频率提高，极化减弱。 。 2、极化过程需要消耗一定的能量 （a）无外电场 （ b）有外电场 2-3 偶极子式极化
(四)夹层极化 夹层极化:多种电介质组成的绝缘结构中出现的极化现象。 外施电压,各层介质上的电压将从开始时按介电常数分布逐 渐过渡到稳态时按电导率分布,在电压重新分配 的过程中,夹层界面上会积聚起电荷一夹层极化。 例:平行板电极的双层电介质绝缘 仁0时合上开关,电压 分配与电容成反比: GII G,- 2t=O e27 C(:+5 t=∞,电压分配将与 电导成反比: (a)双层电介质 (a)等值电路 7 21=∞ 图2-6直流电压下双层电介质的夹层极化
(四)夹层极化 夹层极化：多种电介质组成的绝缘结构中出现的极化现象。 例：平行板电极的双层电介质绝缘 外施电压，各层介质上的电压将从开始时按介电常数分布逐 渐过渡到稳态时按电导率分布，在电压重新分配 的过程中，夹层界面上会积聚起电荷—夹层极化。 t=0时合上开关，电压 分配与电容成反比： 1 2 2 0 1 C C U U t = = t=∞ ,电压分配将与 电导成反比： 1 2 2 1 G G U U t = = (a)双层电介质 (a)等值电路 图2-6 直流电压下双层电介质的夹层极化
一般: 即C1、C2上的电荷需要重新分配。 设:C<C2,而G>G2,则 t=0时 U1>U 1→∞时,U1<U2 可见,随着时间的增加,U1下降而U增高,而外施电压U不 变。这就意味着C1要通过G放掉一部分电荷(使U1下 降),而C2要通过G1从电源再补充一部分电荷(使U2 上升),于是分界面上将积聚起一批多余的空间电荷, 这就是夹层极化引起的吸收电荷 吸收电流:电荷积聚过程所形成的电流。 特点:1、极化涉及电荷的移动和积聚,伴随能量损耗; 2、极化过程较慢,极化时间需要几分之一秒、几 分钟、甚至几小时
即C1、C2上的电荷需要重新分配。 1 2 1 2 G G C C 一般： 设：C1< C2，而G1>G2，则： t=0时， U1>U2 t ∞ → 时， U1<U2 特点：1、极化涉及电荷的移动和积聚，伴随能量损耗； 2、极化过程较慢，极化时间需要几分之一秒、几 分钟、甚至几小时。 可见，随着时间t的增加，U1下降而U2增高，而外施电压U不 变。这就意味着C1要通过G1放掉一部分电荷（ 使U1下 降），而C2要通过G1从电源再补充一部分电荷（使 U2 上升），于是分界面上将积聚起一批多余的空间电荷， 这就是夹层极化引起的吸收电荷 吸收电流：电荷积聚过程所形成的电流
2.1.2电介质介电常数 气体的介电常数:相对介电常数E≈1 液体的相对介电常数 中性和弱极性液体:ε值1.8~2.8,(变压器油、苯、硅油 等),其值随频率及温度变化较小。 ·极性液体电介质:ε值较大(几到几十) 与频率的关系:f小时,偶极子来得及随外加电场转向 E值较大,f>和0,偶极子转向跟不上外加电场极性变化,Er 随频率的增加而减小 与温度的关系:温度低,ε较小;温度提高,ε增大;温 度过高,分子热运动加剧,对偶极子的转向有阻滞作用,E 随温度的提高减小
2.1.2 电介质介电常数 一、气体的介电常数：相对介电常数 εr≈1 二、液体的相对介电常数 • 中性和弱极性液体: εr值1.8～2.8,(变压器油、苯、硅油 等），其值随频率及温度变化较小。 • 极性液体电介质： εr值较大（几到几十） 与频率的关系：f较小时，偶极子来得及随外加电场转向 εr值较大，f>f0，偶极子转向跟不上外加电场极性变化， εr 随频率的增加而减小。 与温度的关系：温度低， εr较小；温度提高， εr增大；温 度过高，分子热运动加剧，对偶极子的转向有阻滞作用， εr 随温度的提高减小
--+ t(℃) 图2-4极性液体电介质的 图2-5极性液体、固体电介质的 8r与频率关系 8r与频率关系
图 2 -4 极性液体电介质的 εr与频率关系 图 2 -5 极性液体、固体电介质的 εr与频率关系