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物质的构成 什么是电介质 电介质的分类 电介质的电气性能 在电气设备中:复合绝缘 非极性电介质：由非极性分子组成的电介质称非极性电介质。如氮气、聚四氟乙烯 弱极性电介质：有些非极性电介质由于存在分子异构或支链，多少有些极性，称弱极性电介质。如聚苯乙烯 偶极性电介质：由极性分子组成的电介质。如聚氯乙烯、有机玻璃等 离子性电介质：离子性电介质没有个别的分子，只以固体的形式存在。分为晶体和无定形体两类。如石英(无定形体)、云母(晶体) 电偶极子：由相距很近、带等值异号的两个点电荷组成的电荷系统 偶极矩:正、负电荷中心间的距离l和电荷中心所带电量q的乘积，叫做偶极矩p＝ l ×q,单位是D德拜,是一个矢量，方向规定为从负电荷中心指向正电荷中心。 偶极矩用于表示极性大小,偶极矩越大，极性越大。 什么是电介质的极化 电介质极化的分类 电介质极化的指标 研究电介质极化的意义 电磁场中的解释 极化的基本概念：电介质在电场作用下，正、负电荷作微小位移而产生偶极矩，在电介质表面出现感应束缚电荷的现象称为电介质极化 极化的总效果：是在介质边缘出现电荷分布,这些电荷仍束缚在每个分子中,所以称之为束缚电荷或极化电荷. 未加外电场时电介质中的粒子 在电介质中各粒子的正、负电荷中心重合 或者极性分子(偶极子)混乱分布，在各个方向的 合成偶极矩为零 电偶极矩矢量之和都为0 ①.电子位移极化 极化机理：电子偏离轨道，相对于原子核发生位移 介质类型：所有介质 建立极化时间：极短，10-14?10-15s 极化程度影响因素： 电场强度（有关） 电源频率（无关） 温度（无关） 极化弹性：弹性 消耗能量：无 ②.离子位移极化 极化机理：正负离子位移 介质类型：离子性介质 建立极化时间：极短，10-12~10-13 s 极化程度影响因素： 电场强度（有关）：极化程度与外电场成正比 电源频率（无关） 温度（随温度升高而增加） 极化弹性：弹性 消耗能量：极微 ③.极性分子转向极化（偶极子极化） 极化机理：极性分子转向 介质类型：偶极性及有离子弛豫性极化的离子性介质 建立极化时间：需时较长，10-6?10-2 s 极化程度影响因素： 电场强度（有关）：外电场越强，排列越整齐，极化越强 电源频率（有关）：极化跟不上交变电场的变化，使极化率减小 温度（低温段随温度增加，温度较高时降低） 极化弹性：非弹性 消耗能量：有 ④.空间电荷极化 极化机理：自由正负离子移动 介质类型：含离子和杂质离子的介质 建立极化时间：很长 极化程度影响因素： 电场强度（有关） 电源频率（低频下存在） 温度（有关） 极化弹性：非弹性 消耗能量：有 ⑤.夹层极化 当t=0（合闸时）: 当t=∞（稳态时）: 一般有 电荷重新分配，在两层介质的交界面处有积累电荷，称为夹层极化。 夹层界面上电荷的堆积是通过介质电导G完成的，高压绝缘介质的电导通常都很小，这种性质的极化只有在低频时才有意义 真空εr=1 空气εr=1.00059 固液体εr=2~80 3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？ 答：电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。 电介质的极化强度可用相对介电常数的大小来表示，它与该介质分子的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的影响。 非极性和弱极性电介质：电子位移极化起主要作用，相对介电常数较小:1.8～2.8 偶极性电介质：除电子位移极化外还有偶极子极化，对强极性液体介质，偶极子转向极化起主要作用，相对介电常数较大:3 ～ 80 能用作绝缘介质的εr值在3~6左右 此类液体用作电容器浸渍剂，可使电容器的比电容增大，但通常损耗都较大， 蓖麻油和几种合成液体介质有实际应用 2-3非极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别？ page60 答： 非极性液体和弱极性液体电介质极化中起主要作用的是电子位移极化，偶极子极化对极化的贡献甚微； 极性液体介质包括中极性和强极性液体介质，这类介质在电场作用下，除了电子位移极化外，还有偶极子极化，对于强极性液体介质，偶极子的转向极化往往起主要作用。 2-4极性液体的介电常数与温度、电压、频率有什么样的关系？page60 偶极子转向极化为主，电子位移式极化 极性液体电介质 与电源 频率有较大的关系。频率太 高时偶极子来不及转动，因 而 值变小，如图2-1所示。 其中 相当于直流电场下的 介电常数，ff1以后偶极子 越来越跟不上电场的交变， 不断下降；当频率f=f2时， 偶极子已经完全跟不上电场转 动了，这时只