【2017年整理】01电介质的极化、电导和损耗.ppt

第1章 电介质的极化、电导和损耗;1.1 电介质的极化;1、电子位移极化：;感应电矩消失：外电场消失后，原子核与电子云的引力又使二者重合，感应电矩也随之消失。;电子位移极化特点： 时间：完成时间极短，约为10-14~10-15s； 能量损耗：电子位移极化不引起能量损耗； 温度：电子位移极化与温度无关，温度的变化只是 通过介质密度才影响到电子位移极化率。 频率：电子位移极化基本与频率无关。;2、离子位移极化：;离子位移极化特点： 时间：完成时间短,约为10-12~10-13s ； 能量损耗：有极微量的能量损耗； 温度：随温度的升高而略有增大； 频率：极化与频率无关。;3、转向极化：;有外电场时，每个分子的固有偶极矩有转向电场方向的趋势，顺电场方向作定向排列，它在不同程度上达到平衡，对外呈现宏观电矩，这就是极性分子的转向极化。;转向极化特点： 时间：完成时间较长，约为10-6~10-2s ； 能量损耗：有很小的能量损耗； 与频率、温度相关。 ;4、空间电荷极化（非弹性，与前三种有所区别）： ;以最简单的双层介质为例：;为整个介电质的等值电容;到达稳态时，电容上电流为零，电压分布由电导大小决定。;各种极化方式的比较;1.2 电介质的介电常数;1、气体电介质的相对介电常数：;2、液体电介质的相对介电常数： ① 中性液体介质： 代表介质：石油、苯、四氧化碳、硅油等。 大小：不大，其值在1.8~2.8范围内。 ② 极性液体介质： 代表介质：蓖麻油、乙醇、水等。 大小：具有较大介电常数，高压绝缘一般不用。;影响因素： 温度：; 频率：;3、固体电介质的相对介电常数： ① 中性液体介质： 代表介质：石蜡、硫磺等。 大小：只有电子式极化和离子式极化，介电常数较小。 ② 极性液体介质： 代表介质：树脂、纤维、橡胶、有机玻璃等。 大小：相对介电常数都比较大，一般为3~6。;1.3 电介质的电导;电介质的电导与金属的电导有本质上的区别。;1、气体电介质的电导： ;2、液体电介质的电导： ① 中性液体介质： 中性液体介质本身分子的离解很微弱，电导主要由杂质和悬浮于液体介质中的荷电粒子引起，电???较小。 ② 极性液体介质： 极性液体杂质的电导不仅由杂质引起，而且与本身分子的离解度有关。 强极性液体介质（如水、酒精等），即使高度净化，电导率还是很大，以至于其不能看作电介质，而是离子式导电液。;影响因素：;3、固体电介质的电导： ① 中性固体介质： 电导主要由杂质引起，电导较小。 ② 离子式结构的固体介质： 电导主要由离子在热运动影响下脱离晶格而移动产生的。 影响因素： 温度：类似于液体电介质。 电场强度：类似于液体电介质。 杂质：杂质对电导率的影响很大。 固体介质除体积电导外，还存在表面电导。;1.4 电介质中的能量损耗;电介质的等效电路：;计算用等值电路：;2、介质损耗因数 的意义：;3、气体介质的损耗： 当场强小于气体分子电离所需要的值时，气体介质的电导很小，损耗也很小。 当场强足够大，气体介质将产生电离，介质损耗大增，且增长很快。 4、液体和固体介质中的损耗： 中性介质中的极化主要时电子位移极化和离子位移极化，它们是无损的或几乎无损的。这类介质的损耗主要由漏导决定。 极性介质的损耗主要包括电导式损耗和电偶式损耗两部分。它与温度、频率等因素有复杂的关系。