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极化强度的概述

日期:2021-03-26浏览:1656次

大多数陶瓷介质由各种离子组成,在没有外电场作用时,质点的正负电荷中心重合,对外不呈现电极性。当有外电场作用时,质点受到电场力的作用,正负电荷发生相对位移。正电荷沿着电场方向移动,负电荷反电场方向移动,这种相对位移是有限度的。

因为质点内部正负电荷之间的静电引力作用,限制了电荷离开平衡位置的移动。在一定温度和电场强度条件下,正负电荷偏离原来的平衡位置,位移了一定的距离后,达到新的平衡状态。这时质点的正负电荷的中心不再重合,因而整个介质呈现电极性,这就叫做介质的极化。

如下图被电场极化了的介质表面出现感应电荷,这些电荷不会跑到极板上而被束缚在介质表面,称为表面束缚电荷。

 

极化的微观本质就是介质内部带电质点产生位移。但由于介质内部质点的束缚力很强在电场作用下沿一定方向的相对位移是有限度的,是在平衡位置附近的很小的位移,因而它不是载流子,不形成电流。

在外电场E。作用下,介质中带有正负电荷q的质点,相互移开的距离为I,形成偶极子,其大小用偶极矩表示:

m=q*I

偶极矩又称电矩。

单位电场强度下偶极矩的大小称质点的极化率,它表征质点极化的能力。

α=m/E

设单位体积中极化的质点数为nm为每一质点的平均偶极矩,则介质单位体积的偶极矩为:P=m*n=n*α*E

P称为介质的极化强度。它有三个决定因数:

(1)单位体积中极化的质点数n

(2)作用在极化质点上的有效电场强度E。(也称真实电场强度)

(3)质点本身在电场作用下极化的能力即极化率α的大小。

对有效电场E。进行计算,可导出下式克一莫方程:

M/p)·[(Ɛ-1)/(Ɛ+2)]=(4π/3)·N·a

式中:M物质的mol质量;p密度;Ɛ介电常数;N阿伏伽德罗常数,N=6.03×1023/mola极化率。

该公式从严格意义上说不适用于大多数陶瓷,但从定性方面和分析问题上考虑,仍有重要意义。

公式中的极化率a因介质中极化形式的不同而不同。

各种电介质都有其本身特有的极化形式,它们对宏观电性质的影响也不相同。

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