- 电介质:非导电体,绝缘介质(无自由电荷)。在外电场下对电场有影响,静电平衡时,内部场强不为零。
一、电介质对电场的影响
- 用平行板电容器做实验:
- 断电后(极板上电量不变),充满电介质后,极板间的电势差变为,。定义,称为电介质的相对介电常数(或相对电容率),真空中
- 充入介质的过程中,电容器两极板上的自由电荷分布必须保持不变的条件下,
- 电势差减小到原来的(电势差下降)
- 电容增加到原来的倍
- 场强减小到原来的
二、电介质的极化
- 电介质对电场影响的原因:电介质的极化
1.有极分子和无极分子
- 无极分子:几个原子构成分子时,正负电荷中心重合,每个分子的电偶极矩为零。 无极分子,故电介质对外显示电中性。
- 有极分子:正负电荷中心不重合 有极分子等效正负电荷中心组成等效分子电偶极矩 对大量分子的等效电偶极矩之和。故宏观上电介质对外也显示电中性
2.无极分子和有极分子的极化
- 电介质内部,正负电荷仍然中和,因此仍然是电中性的;但是电介质两端,会显示正负电荷
3.极化的特点
- 均匀介质的界面上形成的不能自由移动的束缚电荷或极化电荷,介质内部仍是电中性;
- 无极分子经历位移极化,束缚电荷排列整齐;有极分子主要经历取向极化,束缚电荷一般排列不整齐; 极化的结果:束缚电荷在电介质内部产生电偶极矩;
- 电场越大,则极化越严重,束缚电荷越多,束缚电荷产生的电偶极矩越大; 当电场强度为时,极化消失;
- 静电场中,两种极化都存在;而高频场中,基本无取向极化。
如何定量描述电介质极化的强弱?
三、描述电介质极化的强弱——电极化强度
1.电极化强度矢量
- 单位体积内分子电偶极矩的矢量和,称为电极化强度矢量
2.电极化强度矢量的特点
- 电极化强度矢量与电场的关系:
- 各向同性介质低电场: :介质的电极化率 为合场强
- 电介质的极化强度决定于合场强(即介质内的场强)而不是原来的场强
- 极化强度与合场强的方向相同;
- 要求,先求
- 仅对均匀介质而言,对不均匀介质还可能出现体密度,且和极化强度有关;
- 要求,先求