2-1高电压技术.pptVIP

上式称为莫索缔（Mosotti）有效电场强度， 将其代入克劳休斯方程[式(2-11)]，得到非极性 与弱极性液体介质的极化方程为 (2-4) 式(2-4)称为克劳休斯—莫索缔（Clausius— Mosotti）方程，简称克—莫方程。 极性液体介质包括中极性和强极性液体介质这 类介质在电场作用下，除了电子位移极化外，还有 偶极子极化，对于强极性液体介质，偶极子的转向 极化往往起主要作用，介电常数远大于折射率平方 n2，即 。 极性液体电介质 与电源 频率有较大的关系。频率太 高时偶极子来不及转动，因 而 值变小，如图2-1所示。 其中 相当于直流电场下的 介电常数，ff1以后偶极子 越来越跟不上电场的交变， 不断下降；当频率f=f2时， 偶极子已经完全跟不上电场转 动了，这时只存在电子式极 化， 减小到 ，常温下，极 性液体电介质的 ≈3～6。 温度对极性液体电介质的 值也有很大的影响：如图2-2所 示，当温度很低时，由于分子间 的联系紧密，液体电介质黏度很 大，偶极子转动困难，所以 很 小；随着温度的升高，液体电介 质黏度减小，偶极子转动幅度变 大， 随之变大；温度继续升 高，分子热运动加剧，阻碍极性 分子沿电场取向，使极化减弱， 又开始减小。 * * 2.1 液体电介质的极化与损耗 2.1.1 液体电介质的介电常数 2.1.2 液体电介质的损耗 返回 这样，电介质中任一点电场强度，便等于极板上自由电荷面密度在该点产生的场强σ/ 与束缚电荷面密度σ′/ 在该点产生的场强-σ′/ 之和，即 (2-1) 2.1.1 液体电介质的介电常数 要由电介质的微观参数（N、?）求得介电常数 ，必须先求得电介质的有效电场 。一般液体电介质的有效电场强度和宏观平均电场强度是不相等的。 电介质中某一点的宏观电场强度，是指极板上的自由电荷以及电介质中所有极化分子形成的偶极矩，共同在该点产生的场强。 而电介质中的有效电场，是指极板上的自由电 荷以及除某极化分子以外其它极化分子形成的偶极矩共同在该分子产生的场强。由于偶极矩间的库仑作用力是长程的，有效电场强度的计算很复杂。洛伦兹（Lorentz）首先对有效电场作了近似计算。 下面对液体电介质的有效电场强度和介电常数作一些分析。 1. 非极性和弱极性液体电介质 非极性液体和弱极性液体电介质极化中起主要 作用的是电子位移极化，其极化率为αe，介电常数与折射率n仍近似保持麦克斯韦关系，即 (2-2) 这类液体介质的介电常数一般在2.5左右，有四氯化碳、苯、二甲苯、变压器油等。 对于非极性和弱极性液体介质，它们的分子在外电场作用下，所感应的偶极矩大小相等，且沿电场方向排列。又由于液体无一定的形状，分子在空间各处出现的几率相等，因而在洛伦兹球内分子的分布可以看作是对称的，球内分子对中心O分子作用的场强 =0，所以非极性和弱极性液体介质的有效电场强度