材料的介电性

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（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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（2） 电偶极子
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极化
书上P.331，第8.2.1.4小节
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2012-4-20
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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。
提问 ：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
E AB (T, T0 ) eAB (T) eAB (T0 ) eB (T, T0 ) eA (T, T0 )
kT ln NAT
kT 0
ln
N AT
(TB A)dT
e NBT
e
N0
BT
T0
0
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。
❖
M = ∑m /V
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电极化强度
P V
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（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
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：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 = 0E =（-0）E= 0 （r-1）E
（8-2-14）式 （8-2-13）式
---电介质的极化率，对于均匀电介质是常数，对 于非均匀电介质则是空间坐标的函数。 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。
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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：
：平板电容器中间的介 质---是最典型的介 电材料，具有介 电性。
：电介质材料（而非电 解质）
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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。
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：e
eA(T,T0)
(T) AB
A
T
B
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e (T ) AB 0 T0
eB(T,T0)
介电性及电介质的极化 电介质的损耗 电介质的介电强度
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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
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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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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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烟台大学，环境与材料工程学院 Wang Zhuo
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8.2 材料的介电性
：8 . 2 . 1 ：8 . 2 . 2 ：8 . 2 . 3
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
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：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r 矩，可表示为：
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r
P V
P V
：极化强度的单位为库仑/米2 (C/m2)
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V
宏观上无限小， 微观上无限 大的 体积元
V
r 每个分子的 电偶
pi
极矩
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：
：r＝E外加/E介质，=
r 0
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8.2.2
介质损耗
（书上P.334）
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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。
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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》一般外电场不太强时，电介质只被极 化，不影响其绝缘性能。
》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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电介质的击穿
当电介质材料处在很强的 外电场中时，材料中电介 质 分子的正负电荷中心被 拉开，甚至脱离约束而成 为自 由电荷，电介质变为 导电材料。Eb=Ub/d