[小學(xué)教育]第10章靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)(已修改)
2024-10-30 23:24 本頁面
【正文】 1 第 15章 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) Dielectrics in Electrostatic Field 主要內(nèi)容 ? 電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響 ? 電介質(zhì)及其極化 ? 的高斯定律 ? 電容器與電容 ? 電容器的能量 D?2 電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的影響 Dielectrics infection to Electrostatic Field 電介質(zhì) —— 絕緣體 (無自由電荷 ) r0?EE ?0r1 UU??放入電介質(zhì)后 1r ??相對(duì) 電容率（相對(duì)介電常量） 電容率 (介電常量 ) r0??? ?3 電介質(zhì)及其極化 Dielectrics and polarization 0E?(外電場(chǎng) ) 一、介質(zhì)的極化 (polarization) —— 在外電場(chǎng)作用下，介質(zhì)表面感生出束縛 (極化 )電荷的現(xiàn)象． + + + E?端面 —— “ 束縛電荷 ”或 “ 極化電荷 ” 。 0E E?0 E = E E 0? ?4 非極性 分子： 正、負(fù)電荷中心重合 （氫、甲烷、石蠟等） 極性 分子： 正、負(fù)電荷中心不重合 （水、有機(jī)玻璃等） 每一個(gè)分子中的正電荷集中于一點(diǎn) ， 稱為正電荷重心 ；負(fù)電荷集中于另一點(diǎn) ， 稱為 負(fù)電荷重心 —— 構(gòu)成 電偶極子 . 分子的電矩： p q l?HHHHC? CH4分子 H Ho?104??H2O分子 5 無外場(chǎng)時(shí)： 極性分子 非極性分子 有外電場(chǎng)時(shí) ① 極性分子 取向極化 —— 分子固有電矩在電場(chǎng)作用下沿外電場(chǎng)方向取向 F?F?q?q?l?E0iip ??6 0ip??極化的效果： 端面出現(xiàn) 束縛電荷 E(外電場(chǎng) ) + + + E?② 無極分子 位移極化 E??F??F?l＋ － E(外電場(chǎng) )+ + + E?7 0ip??極化的效果： 端面出現(xiàn) 束縛電荷 位移極化和轉(zhuǎn)向極化微觀機(jī)制不同，宏觀效果相同。 (Polarization intensity） —— 表示電介質(zhì)極化程度 電極化強(qiáng)度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的分子電矩的矢量和 ipPV???的 SI單位 : C/m2 P8 lnqpnP ??? ??對(duì)非極性 電介質(zhì)： 單位體積內(nèi)的分子數(shù) 實(shí)驗(yàn)表明 ： 對(duì)于各向同性電介質(zhì)，有 0PE??? 該點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng) 1r???? —— 稱 介質(zhì)的極化率 ?由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與 無關(guān)。在各向同性均勻介質(zhì)中為常數(shù)。 E9 3. 介質(zhì)的擊穿 (dielectric breakdown) —— 外電場(chǎng)很強(qiáng)時(shí) ,大量分子離解 ,介質(zhì)變 成導(dǎo)體． 介電強(qiáng)度 (擊穿場(chǎng)強(qiáng) )： 電介質(zhì)所能承受的最大場(chǎng)強(qiáng) 介 質(zhì) 介電強(qiáng)度 (106 V/m) 空氣 3 礦物油 15 瓷 6?20 玻璃 10?25 聚乙烯 50 10 二
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