电介质是能够被电极化的绝缘体。 电介质的带电粒子是被原子、 分子的内力或分子间的力紧密束缚着, 因此这些粒子的电荷为束缚电荷。

1.电介质分类

1、分子的等效正电中心和等效负电中心:
电介质均由分子和原子组成,每个分子中所有正电荷对外界作用的电效果可以等效为集中在某一点的等效点电荷的作用效果,这个等效点电荷的位置称为分子的正点中心;同理,每个分子中所有负电荷对外界作用的电效果可以等效为集中在某一点的等效点电荷的作用效果,这个等效点电荷的位置称为分子的负点中心;
2、有极分子电介质:
电介质中各分子的等效正电中心与等效负电中心不重合的电介质;正点中心和负电中心分别可用等量异号电荷代替,二者有一相对位移,这样每个分子对外界的电性效果可以等效为一个电偶极子的作用。
3、无极分子电介质:
电介质中各分子的等效正点中心与等效负电中心重合的电介质。
可以认为每一个分子的正电荷q集中于一点,称为正电荷的“重心”,负电荷-q集中于一点,称为正负电荷的“重心”;定义从负电荷的重心到正电荷的重心的矢径为,则分子可以构成的电偶极子。

电介质分类

2.电介质变化

通常情形下电介质中的正、负电荷互相抵消,宏观上不表现出电性,但在外电场作用下可产生如下3种类型的变化:
①原子核外的电子云分布 产生畸变,从而产生不等于零的电偶极矩,称为畸变极化;
②原来正、负电中心重合的分子,在外电场作用下正、负电中心彼此分离,称为位移极化;
③具有固有电偶极矩的分子原来的取向是混乱的,宏观上电偶极矩总和等于零,在外电场作用下,各个电偶极子趋向于一致的排列,从而宏观电偶极矩不等于零,称为转向极化。
应用于显示的液晶,在静电效应的应用和防护方面的材料,可用于隐形技术方面的微波电介质材料,以及作为结构材料应用的电介质。

电介质变化

3.电介质应用

在电工技术中,电介质主要用作为电气绝缘材料,故电介质亦称为电绝缘材料。随着科学技术的发展,发现一些电介质具有与极化过程有关的特殊性能。如不具有对称中心的晶体电介质,在机械力的作用下能产生极化,即压电性;不具有对称中心,而具有与其他方向不同的唯一的极轴晶体存在自发极化,当温度变化能引起极化,即具有热释电性;当自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变,它的极化强度与外施电场的关系曲线与铁磁材料的磁化强度与磁场的关系曲线极为相似,即具有电滞曲线(铁电性)。具有压电性、热释电性、铁电性的材料分别称为压电材料、热释电材料、铁电材料。这些具有特殊性能的材料统称为功能材料。它是电介质的一个重要组成部分。可用作机械、热、声、光、电之间的转换,在国防、探测、通信等领域具有极为重要的用途。

电介质应用