第10章静电场中的电介质.ppt

*第10章静电场中的电介质DielectricsinElectrostaticField主要内容电介质对电场的影响电介质及其极化的高斯定律电容器与电容电容器的能量*——绝缘体(无自由电荷)放入电介质后相对介电常量(相对电容率)介电常量(电容率)*(外电场)一、介质的极化(polarization)——在外电场作用下,介质表面感生出束缚(极化)电荷的现象.+++---端面——“束缚电荷”或“极化电荷”。*:正、负电荷中心重合(氢、甲烷、石蜡等)极性分子:正、负电荷中心不重合(水、有机玻璃等)每一个分子中的正电荷集中于一点,称为正电荷重心;负电荷集中于另一点,称为负电荷重心——:CH4分子H2O分子*无外场时:极性分子非极性分子有外电场时①极性分子取向极化——分子固有电矩在电场作用下沿外电场方向取向*极化的效果:端面出现束缚电荷(外电场)+++---②无极分子位移极化+-(外电场)+++---*极化的效果:端面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。(Polarizationintensity)——表示电介质极化程度电极化强度:单位体积内的分子电矩的矢量和的SI单位:C/m2*对非极性电介质:单位体积内的分子数实验表明:对于各向同性电介质,有该点的总场强——称介质的极化率由介质的性质决定,与无关。在各向同性均匀介质中为常数。*(dielectricbreakdown)——外电场很强时,大量分子离解,(击穿场强):电介质所能承受的最大场强介质介电强度(106V/m)空气3矿物油 15瓷620玻璃1025聚乙烯50*二、介质表面的束缚电荷++++以非极性电介质为例:表面dS的束缚电荷:dS由极化面电荷密度为极化强度外法线的分量此结果也适用于极性电介质