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电介质是指电导率很小的物质。其特点是分子中正负电荷束缚得很紧。在一般条件
下,正负电荷不能分离,因面在介质内部自由电荷极少,导电能力很剥。
根据电介质结构的不同,可以把它们分成两大类,即无板性分子电介质和有极性分子
电介质。
无极性分子的正负电荷中心在无外电场存在时是重合的,整个分子没有电偶极矩,如
Hy、Ng、CCL等。这类分子在外电场的作用下, 分子中的正负电荷中心将发生相对位移,
形成一个电偶极子,它们的等效电偶极矩P的方向都沿着电场的方向,在整块介质内部
相邻偶极子的正负电荷互相抵消,因而介质内部仍显电中性,只有介质的两个与外电场方
向垂直的端面上出现了电荷,一端出现负电荷,另一端出现正电荷。这种情况称为介质的
极化。无极性分子电介质的这种极化方式称为位移极化。
有极性分子的正负电荷中心即使在无外电场存在时也是不重合的,例如水分子等。
但是由于分子热运动的无规则性,在物理小体积内的平均电倒极矩为零,一般无宏观电偶
极矩分布。宏现上也不电性。当介质受到外电场作用时,则每个分子的电偶极矩都受
到一个力矩的作用,力矩使分子电矩转向外电场方向,这样所有分子固有电矩的矢量和就
不等于零了。但由于分子的热运动,这种转向并不完全,即所有分子电矩不是都沿电场方
向排列起来。外电场越强,分子电矩沿着电场方向排列得越整齐。对于整个电介质来说,
不管分子电矩排列的整齐程度如何,在与电场方向垂直的端面上都会出现电荷。一个端
面出现正电荷,另一端面出现负电荷。有极分子电介质的这种极化方式称为转向极化。
无极性分子和有极性分子这两类电介质极化的微观过程虽然不同,但宏观的效果却
是相同的。因此,如果只从宏观上描述极化现象,就不必分为两种电介质来讨论。
对均匀介质和非均匀介质来说,电介质的极化是不同的。在均匀电介质中,极化的结
果只在与电场方向相垂直的端面上出现极化电荷。对于非均匀电介质,除在电介质表面
上出现极化电荷外,在电介质内部也将产生体极化电荷。
2.5.2电极化强度
当电介质处于极化状态时,在电介质内部任一宏观小体积元AV内分子的电矩矢量
和不等于零,即Ep-0(其中p为分子电矩)。为了定量地描述电介质的极化程度,引人
一个矢量P,它等于介质单位体积内分子电矩的矢量和
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