修改版-電介質(zhì)極化與介電常數(shù)ppt課件

1、2211EED)/ln(120rrrUE形成分子和聚集態(tài)的各種?。盒纬煞肿雍途奂瘧B(tài)的各種?。弘x子健離子健共價鍵共價鍵分子健分子健電介質(zhì)的分類：根據(jù)化學結(jié)構(gòu)分為電介質(zhì)的分類：根據(jù)化學結(jié)構(gòu)分為3 3類類非極性及弱極性電介質(zhì)非極性及弱極性電介質(zhì)偶極性電介質(zhì)偶極性電介質(zhì)離子性電介質(zhì)離子性電介質(zhì)817172 27 7ClClNaNa11112 28 81 1 NaCl 中性共價鍵 極性共價鍵 H + = HCl Cl Cl Cl Cl2Cl Cl Cl Cl dAUQC000 dAUQQC 00000QQQCCr Q電場強度電場強度E極化強度極化強度PEEEEEPEDr00000)1 (電介質(zhì)原先不顯電

2、性，放入到電場時，由于電場的作用電介質(zhì)內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)果導致電介質(zhì)內(nèi)部電荷分布發(fā)生變化，出現(xiàn)束縛電荷，整體上對外顯現(xiàn)電性。這個過程稱作極化1 1：電偶極子：電偶極子(dipole)(dipole)：相距很近的兩個極性：相距很近的兩個極性相反量值相等的電荷：對外產(chǎn)生電場相反量值相等的電荷：對外產(chǎn)生電場2 2：電偶極距：電偶極距：p pq qd:d:表示電偶極子的特性表示電偶極子的特性3 3：極化強度：單位體積內(nèi)的電偶極距：極化強度：單位體積內(nèi)的電偶極距：P P。4 4：極化：電介質(zhì)在電場中產(chǎn)生電偶極子并使：極化：電介質(zhì)在電場中產(chǎn)生電偶極子并使其方向與外電場方向一致、或使原來就有其方向與外

3、電場方向一致、或使原來就有的電偶極子轉(zhuǎn)向與外電場方向一致的電偶極子轉(zhuǎn)向與外電場方向一致-q+qd E0 極化前 極化后 + + + + + + + - - - - - - - E=0-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-E+ +-12021CCUUt 1221GGUUt 21 21 ttUUUU21021 存在電壓從新分配，電荷在介質(zhì)空間從新分布，夾層界面出現(xiàn)電荷堆積，從而對外顯電性UGGGUGGGU2122111111 UGGGU2112 UCCCUCCCU2122111111 UCCCU2112 E E空間電荷極化-_+_4、絕緣試驗

4、的理論依據(jù)：在絕緣預防性試驗中通過測量吸收電流可以、絕緣試驗的理論依據(jù)：在絕緣預防性試驗中通過測量吸收電流可以反映夾層極化現(xiàn)象，能夠判斷絕緣受潮情況。吸收電荷將對人身構(gòu)反映夾層極化現(xiàn)象，能夠判斷絕緣受潮情況。吸收電荷將對人身構(gòu)成威脅成威脅5、研發(fā)新型絕緣材料、研發(fā)新型絕緣材料r r r 2211EE 電介質(zhì)極化應(yīng)用實例：平行平板電極間距離為電介質(zhì)極化應(yīng)用實例：平行平板電極間距離為2 cm2 cm，在電極上施加，在電極上施加55 kV55 kV的工頻電壓時未發(fā)的工頻電壓時未發(fā)生間隙擊穿，當板電極間放入一厚為生間隙擊穿，當板電極間放入一厚為1 cm1 cm的聚的聚乙烯板乙烯板r=2.3r=2.3時

5、，問此時會發(fā)生間隙擊時，問此時會發(fā)生間隙擊穿現(xiàn)象否？為什么？并請計算插入聚乙烯板前穿現(xiàn)象否？為什么？并請計算插入聚乙烯板前后的各介質(zhì)中的電場分布。后的各介質(zhì)中的電場分布。 解：解：a：空氣；：空氣；s：塑料介質(zhì)：塑料介質(zhì)(1)插入前：插入前：Ea=V0/d=55/2=27.5 kV/cm(2)插入后：插入后：Vs/Va= a/ s，得，得Va=2.3VsV0=Vs+Va=3.3VsVs=V0/3.3=55/3.3=16.7 (kV)Es=16.7 kV/cmVa=V0-Vs=55-16.7=38.3 (kV)Ea=38.3 kV/cm30 kV/cm的空氣擊穿場強的空氣擊穿場強故插入聚乙烯板后

6、空氣間隙擊穿，然后聚乙烯板也被故插入聚乙烯板后空氣間隙擊穿，然后聚乙烯板也被擊穿擊穿 氣體電介質(zhì)的介電常數(shù)氣體電介質(zhì)的介電常數(shù)氣體分子間的距離很大，密度很小，氣體氣體分子間的距離很大，密度很小，氣體的極化率很小，一切氣體的相對介電常數(shù)都的極化率很小，一切氣體的相對介電常數(shù)都接近接近1 1。氣體的介電常數(shù)隨溫度的升高略有減小，氣體的介電常數(shù)隨溫度的升高略有減小，隨壓力的增大略有增加，但變化很小。隨壓力的增大略有增加，但變化很小。 液體電介質(zhì)的介電常數(shù)非極性和弱極性電介質(zhì)：屬于這類的液體電介質(zhì)有很多，如石油、苯、四氯化碳、硅油等。它們的相對介電常數(shù)都不大，其值在1.82.8范圍內(nèi)。介電常數(shù)和溫度的

7、關(guān)系和單位體積中的分子數(shù)與溫度的關(guān)系相似偶極性電介質(zhì)：這類介質(zhì)的相對介電常數(shù)較大，其值在380范圍，能用作絕緣介質(zhì)的r值在36左右。此類液體電介質(zhì)用作電容器浸漬劑，可使電容器的比電容增大，但通常損耗都較大，蓖麻油和幾種合成液體介質(zhì)有實際應(yīng)用 固體電介質(zhì)的介電常數(shù)固體電介質(zhì)的介電常數(shù)非極性和弱極性固體電介質(zhì)：此類固體電介質(zhì)的非極性和弱極性固體電介質(zhì)：此類固體電介質(zhì)的種類很多，聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚苯種類很多，聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、石蠟、石棉、無機玻璃等都屬此類，這類乙烯、石蠟、石棉、無機玻璃等都屬此類，這類電介質(zhì)只有電子式極化和離子式極化，介電常數(shù)電介質(zhì)只有電子式極化和離子式極化，介電常數(shù)不大，通常在不大，通常在2.0-2.72.0-2.7范圍。介電常數(shù)與溫度的關(guān)范圍。介電常數(shù)與溫度的關(guān)系也與單位體積內(nèi)的分子數(shù)與溫度的關(guān)系相近系也與單位體積內(nèi)的分子數(shù)與溫度的關(guān)系相近偶極性固體電介質(zhì)：屬于此類的固體電介質(zhì)有樹偶極性固體電介質(zhì)：屬于此類的固體電介質(zhì)有樹脂、纖維、橡膠、蟲膠、有機玻璃、聚氯乙烯和脂、纖維、橡膠、蟲膠、有機玻璃、聚氯乙烯和滌綸等。這類電介質(zhì)的相對介電常數(shù)較大，一般滌綸等。這類電介質(zhì)的相對介電常數(shù)較大，一般為為3-63-6，還可能更大