第二章-电介质材料课件.ppt
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1、第二章第二章 电介质材料电介质材料第一节、电介质的基本物理性质第一节、电介质的基本物理性质1.1 电介质的介电常数电介质的介电常数 如果将某一均匀的电介质作为电容器的介质而如果将某一均匀的电介质作为电容器的介质而置于其两极之间,由于电介质的极化,可造成电容置于其两极之间,由于电介质的极化,可造成电容器的电容量比以真空为介质时的电容量增加若干倍,器的电容量比以真空为介质时的电容量增加若干倍,电介质的这一性质称为介电性。电容量增加的倍数电介质的这一性质称为介电性。电容量增加的倍数称为电介质的介电常数称为电介质的介电常数 ,或称介电渗透率,用,或称介电渗透率,用来表示材料介电性的大小。来表示材料介电
2、性的大小。1电介质的极化电介质的极化极化极化:在电场作用下,在电场作用下,电介质中束缚着电介质中束缚着的电荷发生位移的电荷发生位移或者极性按电场或者极性按电场方向转动的现象,方向转动的现象,称为称为电介质的极电介质的极化。化。231.2 复介电常数复介电常数对于真空中的平板电容器,在其上加一个交变电压,对于真空中的平板电容器,在其上加一个交变电压,则电极上出现电荷则电极上出现电荷(该电荷与外电压同相)(该电荷与外电压同相)其电流为:其电流为:与外电压有相差与外电压有相差90度,度,是一种非损耗性电流是一种非损耗性电流如果极板间加入材料是弱电性的,或极性的,或两者均有,总之如果极板间加入材料是弱
3、电性的,或极性的,或两者均有,总之材料具有一定的电导,则在材料中必然会存在一个与导电性能有材料具有一定的电导,则在材料中必然会存在一个与导电性能有关的电流关的电流GU,这个电流与外电压的频率是没有关系的。则电容,这个电流与外电压的频率是没有关系的。则电容器总的电流应为两部分之和,可表示为:器总的电流应为两部分之和,可表示为:5由于:由于:另:电流密度另:电流密度可收可表示为:可收可表示为:故可定义复介电常数:故可定义复介电常数:故电流密度为:故电流密度为:损耗角定义为:损耗角定义为:U61.3 多相系统电介质材料的介电常数多相系统电介质材料的介电常数如果二相的介电常数相差不大,而且均匀分布时,
4、其混合物如果二相的介电常数相差不大,而且均匀分布时,其混合物的介电常数为:的介电常数为:当介电常数为当介电常数为 的球形颗粒均匀地分散在介电常数为的球形颗粒均匀地分散在介电常数为 的基的基相中时,其混合物的介电常数为:相中时,其混合物的介电常数为:71.4 介电常数的温度系数介电常数的温度系数指随温度的变化,介电常数的相对变化率,即:指随温度的变化,介电常数的相对变化率,即:此参数可正可负此参数可正可负当一种材料由两种介质复合而成,且这两种介质的粒度都非当一种材料由两种介质复合而成,且这两种介质的粒度都非常小,分布均匀时,该材料的温度系数可由定义式微分得到,常小,分布均匀时,该材料的温度系数可
5、由定义式微分得到,即:即:83 介电强度介电强度当电场强度超过某一临界时,介质由介电状态变为导电状态,当电场强度超过某一临界时,介质由介电状态变为导电状态,称介电强度的破坏,或介质的击穿。相应的临界电场称为介称介电强度的破坏,或介质的击穿。相应的临界电场称为介电强度或击穿强度。电强度或击穿强度。击穿强度类型分为三种:热击穿强度类型分为三种:热击穿,电击穿,局部放电击穿击穿,电击穿,局部放电击穿 热击穿:本质是处于电场中的介质,由于其中的受热,当外加电压足热击穿:本质是处于电场中的介质,由于其中的受热,当外加电压足够高时,可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态,若发出的热够高时,可能从散热与
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