电介质及其介电特性-基本介电现象.ppt

电介质的基本
介电现象

1.电介质在电场作用下的主要特性
电导、极化、损耗、击穿
2.电介质的功能特性
电—机械、电—热、电—光
电—压敏、PTC1.电介质在电场作用下的主要特性
电介质：在电场作用下能建立极化的一切物质。
存在较强电场并可发生明显极化现象的材料。
电力线能透过的物质（法拉第1839年）。
电介质物理：是研究宏观物质中电位移运动基本规律的科
学。主要研究对象是电介质中电荷的运动迁移现
象以及由此产生的各种效应。
主要特性：电介质在电场作用下最主要的电特性是极化和电导，以及在此基础上产生的损耗与击穿现象。1.1介质电导
定义：电介质电导是电介质中存在的少量载流子，贯穿整个介质而构成“漏泄电流”的物理现象。在电介质截面积为S、厚度为L的平板型材料的情况下，则有： 电导特性是任何一种材料（无论导体、半导体、还是电介质）都具有的电学性质，并非电介质所特有。但不同材料在电导率的大小上却相差很远：
例如：一般导体γ=109（S/m）
绝缘性能良好的电介质γ=10-18（S/m）
相差1027倍。
导电机理有明显区别，因此对电介质电导需作专门的讨论。2介质极化
定义：极化是电介质中束缚在分子内部或局部空间不能完全自由运动的电荷，在电场作用下产生局部的迁移而形成感应偶极矩的物理现象。是电介质特有的性质。电介质在电场作用下的主要特性体电阻率（v）和相对介电常数（r）是表征材料介电特性的最主要参数。它们在线性材料中是与电场强度无关的常数，当电场频率改变时也会改变；在非线性材料以及在强电场下则还与电场强度有关。
因此：r为温度、电场频率、电场强度的函数；
v则为温度、电场强度的函数。1.3介质损耗
在交变电压下，由于极化，使介质中存在电容电流和电导电流。
对电容器而言：希望电容电流大，而引起损耗的电导电流小。从而引入一个新的介质物理参数——介质损耗角正切tan。Pr电容介质损耗有功功率，Pc电容无功功率。1.4介质击穿

在高场强下介质的电导电流将会成指数式激烈上升，导致介质进入高导电的非平衡状态——电介质击穿现象。在均匀电场下：如介质厚度d，介质击穿电压UBr，v，tan和EB作为描述绝缘介质基本特性的四大物理参数。
研究四大参数与电介质材料的组成、结构、含杂等的关系，以及温度、压力、电场性质（频率、波形等）的影响。
研究成果广泛用于工程领域——成为“电介质工程”。电介质在电场作用下的主要特性电介质在电场作用下的主要特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性电介质的功能特性谢谢！