七电解质材料和绝缘.pptVIP

From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 2005) From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 2005) From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 2005) From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 2005) These PowerPoint color diagrams can only be used by instructors if the 3rd Edition has been adopted for his/her course. Permission is given to individuals who have purchased a copy of the third edition with CD-ROM Electronic Materials and Devices to use these slides in seminar, symposium and conference presentations provided that the book title, author and ? McGraw-Hill are displayed under each diagram. 第七章：电介质材料和绝缘 电工中一般认为电阻率超过 10欧厘米的物质便归于电介质。电介质的带电粒子是被原子、分子的内力或分子间的力紧密束缚着，因此这些粒子的电荷为束缚电荷。在外电场作用下，这些电荷也只能在微观范围内移动，产生极化。在静电场中，电介质内部可以存在电场，这是电介质与导体的基本区别。不导电的物质，如空气、玻璃、云母片、胶木等都可称为电介质。 7.1 物质的极化和相对电容率 将电介质置于一平行板电容器中能够以 k ──介电常数──的比例提升其电容： 当中ε0是真空电容率， A 为电容器平行板投影重叠的有效面积， d 为两块平行板之间的距离。 此情况的发生是由于电场将电介质粒子极化，产生与电容器电场成反向（反平行）的电荷群于平行板表面上，电荷在平行板间产生一比没有电介质时更弱的电场，从而减少电势。依照相反的想法，这说明了在有电介质的情况下，电势的存在令电容器积存更多电荷。 Fig 7.1 From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 2005) 外电场作用下，电介质显示电性的现象。在电场的影响下，物质中含有可移动宏观距离的电荷叫做自由电荷；如果电荷被紧密地束缚在局域位置上，不能作宏观距离移动，只能在原子范围内活动，这种电荷叫做束缚电荷。理想的绝缘介质内部没有自由电荷，实际的电介质内部总是存在少量自由电荷，它们是造成电介质漏电的原因。 　　一般情形下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示电性。在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性,在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷,这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。 电介质的极化 电介质的极化机制之一——电子极化: ①电子极化，是在电场作用下原子核与负电子云之间相对位移，它们的等效中心不再重合而分开一定的距离l形成电偶极矩pe＝el(l由负电中心指向正电中心,e是电荷量,见电偶极子)。当电场不太强时,电偶极矩pe同有效电场成正比,，pe =αeE,式中αe称为电子极化率。 Fig 7.2 From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 2005) Fig 7.3 From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (? McGraw-Hill, 20