材料性能：8.2 材料的介电性
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电介质材料（而非电 解质）
2012-4-20
9
8.2.1 电介质的极化
wzhuoCompany Logo
导体中的自由电荷在电场作用下定向运
动，形成传导电流（σ） 。
但在电介质中，原子、分子或离子中的 正负电荷则以共价键或离子键的形式被 相互强烈地束缚着，通常称为束缚电荷。
2012-4-20
10
2012-4-20
12
（3） 电偶极距
wzhuoCompany Logo
电偶极子的特征用电偶极距来描述 电偶极距：μ＝lq， 书上P.330 （8-2-7）式 其中 l是两点电荷之间的位移矢量， l的绝对
值就是两点电荷之间的距离。 l和P 均为向量(矢量)。 l和μ的方向规定由－q指向＋q。
2012-4-20
19
（7）介电常数
wzhuoCompany Logo
介质在外加电场时会产生感应电荷 而削弱电场，原外加电场与最终介 质中电场比值即为相对介电常数：
εr＝E外加/E介质， ε= εr ε0
2012-4-20
20
8.2.2
介质损耗
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（书上P.334）
4
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热电势（热电偶两端电势）的组成
1.两根异质材料的接触电势
2.导线两端的温差电势(电位)
2012-4-20
5
LOGO
2012-4-20
烟台大学，环境与材料工程学院 Wang Zhuo
wzhuo
6
8.2 材料的介电性
wzhuoCompany Logo
8.2.1 介电性及电介质的极化 8.2.2 电介质的损耗 8.2.3 电介质的介电强度
电介质在电场作用下往往会发生电能转变 为其它形式的能（如热能、光能）的情 况，即发生电能的损耗。
Biblioteka Baidu
常将电介质在电场作用下，单位时间内因 发热等原因正常功率的损耗叫介质损耗。
2012-4-20
21
8.2.3 介电强度-E击穿临界
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¾一般外电场不太强时，电介质只被极 化，不影响其绝缘性能。 ¾当电场强度超过某一临界值E击穿临界时 电介质由介电状态变为导电状态，称为 介电强度的破坏，也叫电介质的击穿breakdown。
提问
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上节课的要点是什么？
2012-4-20
1
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Conclusion for Superconductivity
1. 零电阻 2. 完全抗磁性 临界温度（TC） 临界电流密度（JC） 临界磁场（HC）
2012-4-20
2
第I类，第II类超导体
（1） 电介质的极化
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在电场作用下，正、负束缚电荷只能 在微观尺度上作相对位移，不能作定 向运动。正负束缚电荷间的相对偏 移，产生感应偶极矩。
在外电场作用下，电介质内部感生偶 极矩的现象，称为电介质的极化。
2012-4-20
11
（2） 电偶极子
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2012-4-20
13
极化
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书上P.331，第8.2.1.4小节
2012-4-20
14
电介质中极化的强弱问题
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注意: 介质极化也有均匀
说明： 极化与非均匀极化之分。
1. 真空中 P = 0 ，真空中无电介质。 2. 导体内 P = 0 ，导体内不存在电偶极子。
1. 第I类超导体 2. 理想第II类超导体 3. 非理想第II类超导
如何检验材料的超导 性？
wzhuoCompany Logo
2012-4-20
3
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塞贝克效应就是热电偶的工作原理
回路总电势：eAB(T)
eA(T,T0)
A
T
B
eAB(T0)
T0
eB(T,T0) EAB (T ,T0 ) = eAB (T ) − eAB (T0 ) + eB (T ,T0 ) − eA (T ,T0 )
2012-4-20
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电介质：感应而不是传导
电介质是分布极广的一系列物质的 统称。
电介质是以感应而不是以（σ）传 导的方式来传递电的作用。
2012-4-20
8
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电介质—介电材料—材料的介电性
平板电容器中间的介 质---是最典型的介 电材料，具有介电性。
∫ σ σ = kT ln N AT − kT 0 ln N AT 0 +
e N BT
e
N BT 0
T
(
T0
B−
A )dT
NAT、NAT0---导体A在结点温度为T和T0时的电子密度； NBT、NBT0---导体B在结点温度为T和T0时的电子密度；
σA 、 σB——导体A和B的汤姆逊系数。
2012-4-20
ΔV
r P
=
∑
μr
ΔV
∑ μ 宏观上无限小，
P=
微观上无限大的
ΔV 体积元
极化强度的单位为库仑/米2 (C/m2) pri
ΔV
每个分子的 电偶极矩
2012-4-20
16
参比--磁化强度
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一个物体（磁性材料）在外磁场中被磁化的程度，
用单位体积内磁矩多少来衡量，称之为磁化强度M 。
若 物质被均匀磁化，在但单位体积V内含有磁矩
∑m（m=I×S）则由定义可得：磁化强度M为：
M = ∑m /V
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电极化强度
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P= ∑μ ΔV
（书上P.331） （8-2-9）式
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（5）极化强度与电场强度的关系
在各向同性的线性电介质中, 极化强度P与电场强度 E成正比，且方向相同，即（书上P.331）
P = χε0E
（8-2-14）式
=（ε-ε0）E= ε0 （εr-1）E （8-2-13）式
χ---电介质的极化率， 对于均匀电介质χ是常数，对
于非均匀电介质则是空间坐标的函数。
χ定量表示电介质被电场极化的能力，是电介质宏观 极化参数之一。
3. 电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程 度，排列愈有序说明极化愈强烈。
电偶极子-电偶极距（有点像小磁子-磁矩）
2012-4-20
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（4）极化强度（书中P.331）极化的量度
电介质在电场作用下的极化程度用极化强度
矢量P表示，极化强度P是电介质单位体积
内的感生偶极矩，可表示为：
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8.2.1 电介质的极化
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导体中的自由电荷在电场作用下定向运
动，形成传导电流（σ） 。
但在电介质中，原子、分子或离子中的 正负电荷则以共价键或离子键的形式被 相互强烈地束缚着，通常称为束缚电荷。
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（3） 电偶极距
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电偶极子的特征用电偶极距来描述 电偶极距：μ＝lq， 书上P.330 （8-2-7）式 其中 l是两点电荷之间的位移矢量， l的绝对
值就是两点电荷之间的距离。 l和P 均为向量(矢量)。 l和μ的方向规定由－q指向＋q。
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（7）介电常数
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介质在外加电场时会产生感应电荷 而削弱电场，原外加电场与最终介 质中电场比值即为相对介电常数：
εr＝E外加/E介质， ε= εr ε0
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8.2.2
介质损耗
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（书上P.334）
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热电势（热电偶两端电势）的组成
1.两根异质材料的接触电势
2.导线两端的温差电势(电位)
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8.2 材料的介电性
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8.2.1 介电性及电介质的极化 8.2.2 电介质的损耗 8.2.3 电介质的介电强度
电介质在电场作用下往往会发生电能转变 为其它形式的能（如热能、光能）的情 况，即发生电能的损耗。
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常将电介质在电场作用下，单位时间内因 发热等原因正常功率的损耗叫介质损耗。
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8.2.3 介电强度-E击穿临界
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¾一般外电场不太强时，电介质只被极 化，不影响其绝缘性能。 ¾当电场强度超过某一临界值E击穿临界时 电介质由介电状态变为导电状态，称为 介电强度的破坏，也叫电介质的击穿breakdown。
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上节课的要点是什么？
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Conclusion for Superconductivity
1. 零电阻 2. 完全抗磁性 临界温度（TC） 临界电流密度（JC） 临界磁场（HC）
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第I类，第II类超导体
（1） 电介质的极化
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在电场作用下，正、负束缚电荷只能 在微观尺度上作相对位移，不能作定 向运动。正负束缚电荷间的相对偏 移，产生感应偶极矩。
在外电场作用下，电介质内部感生偶 极矩的现象，称为电介质的极化。
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11
（2） 电偶极子
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极化
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电介质中极化的强弱问题
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注意: 介质极化也有均匀
说明： 极化与非均匀极化之分。
1. 真空中 P = 0 ，真空中无电介质。 2. 导体内 P = 0 ，导体内不存在电偶极子。
1. 第I类超导体 2. 理想第II类超导体 3. 非理想第II类超导
如何检验材料的超导 性？
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塞贝克效应就是热电偶的工作原理
回路总电势：eAB(T)
eA(T,T0)
A
T
B
eAB(T0)
T0
eB(T,T0) EAB (T ,T0 ) = eAB (T ) − eAB (T0 ) + eB (T ,T0 ) − eA (T ,T0 )
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电介质：感应而不是传导
电介质是分布极广的一系列物质的 统称。
电介质是以感应而不是以（σ）传 导的方式来传递电的作用。
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电介质—介电材料—材料的介电性
平板电容器中间的介 质---是最典型的介 电材料，具有介电性。
∫ σ σ = kT ln N AT − kT 0 ln N AT 0 +
e N BT
e
N BT 0
T
(
T0
B−
A )dT
NAT、NAT0---导体A在结点温度为T和T0时的电子密度； NBT、NBT0---导体B在结点温度为T和T0时的电子密度；
σA 、 σB——导体A和B的汤姆逊系数。
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ΔV
r P
=
∑
μr
ΔV
∑ μ 宏观上无限小，
P=
微观上无限大的
ΔV 体积元
极化强度的单位为库仑/米2 (C/m2) pri
ΔV
每个分子的 电偶极矩
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参比--磁化强度
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一个物体（磁性材料）在外磁场中被磁化的程度，
用单位体积内磁矩多少来衡量，称之为磁化强度M 。
若 物质被均匀磁化，在但单位体积V内含有磁矩
∑m（m=I×S）则由定义可得：磁化强度M为：
M = ∑m /V
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电极化强度
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P= ∑μ ΔV
（书上P.331） （8-2-9）式
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（5）极化强度与电场强度的关系
在各向同性的线性电介质中, 极化强度P与电场强度 E成正比，且方向相同，即（书上P.331）
P = χε0E
（8-2-14）式
=（ε-ε0）E= ε0 （εr-1）E （8-2-13）式
χ---电介质的极化率， 对于均匀电介质χ是常数，对
于非均匀电介质则是空间坐标的函数。
χ定量表示电介质被电场极化的能力，是电介质宏观 极化参数之一。
3. 电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程 度，排列愈有序说明极化愈强烈。
电偶极子-电偶极距（有点像小磁子-磁矩）
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（4）极化强度（书中P.331）极化的量度
电介质在电场作用下的极化程度用极化强度
矢量P表示，极化强度P是电介质单位体积
内的感生偶极矩，可表示为：