1 电介质的极化和电导解析
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电介质的极化知识点电介质是一种具有不良导电性质的物质,能够在电场中极化,并且在极化过程中,电介质内部的正、负电荷分离形成极化电荷。
电介质的极化现象在电子学、物理学、化学等领域中具有重要的应用和理论意义。
本文将针对电介质的极化进行详细阐述,包括极化的概念、分类、极化机制等重要知识点。
一、极化的概念极化是指电介质在外加电场的作用下,内部发生的一种现象,即电介质内部的正、负电荷分离形成极化电荷。
当电介质处于无电场状态时,其内部的正负电荷呈均匀分布;而当外加电场存在时,正负电荷会发生位移,并在电介质两端形成极化电荷。
二、电介质的极化分类根据电介质极化的性质和机制,可以将电介质的极化分为以下几种类型:1. 电子极化电子极化是指电子在电场作用下发生位移,从而使得电介质发生偶极矩的现象。
在电子极化过程中,电子云相对于离子核的位移引起了正、负电荷的分离。
2. 离子极化离子极化是指电介质中的正、负离子在电场中发生位移,从而产生极化现象。
离子极化通常发生在电解质溶液中,当外加电场作用于电解质溶液时,正、负离子会向相反的方向运动,形成极化电荷。
3. 偶极子极化偶极子极化是指由于电介质内部存在着极性分子,这些极性分子在外加电场作用下,会使得电介质发生极化现象。
在偶极子极化过程中,极性分子的正负电荷偏移,从而形成极化电荷。
4. 空间电荷极化空间电荷极化是指电介质内部的自由电荷在电场作用下发生位移,从而形成极化电荷。
空间电荷极化通常发生在导体中,由于导体内部的自由电子可以自由运动,受到外加电场的作用,自由电荷会在导体表面积聚形成极化电荷。
三、电介质的极化机制电介质的极化机制决定了它在电场中的极化特性。
根据电介质的性质和结构,极化机制可以分为以下几种:1. 电子极化机制电子极化主要发生在电子绝缘体中,在外加电场的作用下,电子云发生位移,并与离子核产生相对位移,从而使电介质发生极化。
2. 离子极化机制离子极化机制主要发生在电解质溶液中。
《高电压技术》第3版常美生主编第一章电介质的极化、电导和损耗概述⏹电介质:指具有很高电阻率(通常为106~1019Ω·m)的材料。
⏹电介质的作用:在电气设备中主要起绝缘作用,即把不同电位的导体分隔开,使之在电气上不相连接。
⏹电介质的分类:按状态可分为气体、液体和固体三类。
其中气体电介质是电气设备外绝缘(电气设备壳体外的绝缘)的主要绝缘材料;液体、固体电介质则主要用于电气设备的内绝缘(封装在电气设备外壳内的绝缘)。
⏹极化、电导和损耗:在外加电压相对较低(不超过最大运行电压)时,电介质内部所发生的物理过程。
这些过程发展比较缓慢、稳定,所以一直被用来检测绝缘的状态。
此外,这些过程对电介质的绝缘性能也会产生重要的影响。
⏹击穿:在外加电压相对较高(超过最大运行电压)时,电介质可能会丧失其绝缘性能转变为导体,即发生击穿现象。
第一节电介质的极化一、电介质的极性及分类⏹分子键:电介质内分子间的结合力。
⏹化学键:分子内相邻原子间的结合力。
根据原子结合成分子的方式的不同,电介质分子的化学键分为离子键和共价键两类。
原子的电负性是指原子获得电子的能力。
电负性相差很大的原子相遇,电负性小的原子的价电子被电负性大的原子夺去,得到电子的原子形成负离子,失去电子的原子形成正离子,正、负离子通过静电引力结合成分子,这种化学键就称为离子键。
电负性相等或相差不大的两个或多个原子相互作用时,原子间则通过共用电子对结合成分子,这种化学键就称为共价键。
离子键中,正、负离子形成一个很大的键矩,因此它是一种强极性键。
共价键中,电负性相同的原子组成的共价键为非极性共价键,电负性不同的原子组成的共价键为极性共价键。
由非极性共价键构成的分子是非极性分子。
由极性共价键构成的分子,如果分子由一个极性共价键组成,则为极性分子;如果分子由两个或多个极性共价键组成,结构对称者为非极性分子,结构不对称者为极性分子。
分子由离子键构成的电介质称为离子结构的电介质。