2013-2014电介质习题解答

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1、2.   在电场作用下平板介质电容器的介质表面上的束缚电荷所产生的、与外电场方向相反的电场，起削弱外电场的作用，所以称为退极化电场。退极化电场：      平均宏观电场：      充电电荷产生的电场：E0=E-Ed   4．氖的相对介电系数:ae=0.43×10-40单位体积的粒子数:，而所以:      7.克----莫方程赖以成立的条件：E”=0。其应用范围：体心立方、面心立方，氯化钠型以及金刚石型结构的晶体；非极性及弱极性液体介质。8．按洛伦兹有效电场计算模型可得：  E”=0时,    所以        9.温度变化1度时,介电系数的相对变化率称为

2、介电系数的温度系数.    13．真空时：插入介质后：       “-”表示了Eji的方向性。14． 无论哪一种电介质，其组成粒子在电场作用下产生的偶极矩不仅与外电场有关，还将受到电介质内部感应偶极矩形成的场强的影响。通常把作用在某一电介质极化粒子上，使极化粒子产生感应偶极矩的局部电场称为有效电场或者真实电场，用Ee表示。它应为极板上的自由电荷以及除这一被考察的极化粒子以外其他所有的极化粒子形成的偶极矩在该点产生的电场的矢量和。对于符合洛伦兹模型的电介质，其有效电场由三部分组成：Ee=E0+E’+E”式中，E0为极板上的自由电荷在被考察粒子处形成的场强且等于

3、σ/ε0。E’为球外粒子极化以后形成的偶极矩在在被考察粒子处形成的场强，E”为球内粒子子被考察粒子处形成的场强。18．真空时：   介质中： 伏/米 伏/米） 19．解：         库                库/米                伏/米       若V=1.5V则C=1.77×10-12F；Q=2.655×10-12C；Q’=1.327×10-12CP=1.327×10-9C/m2μ=1.327×10-14C.mE0=150V/mEe=200V/m第二章习题：2.当介质中存在松弛极化时，介质中的电感应强度D与电场强度E在时间上有

4、一个显著的相位差，D将滞后于E，的简单表示式就不再适用了。且电容器两极板上的电位与真实电荷之间产生相位差，对正弦交变电场来说，电容器的充电电流超前电压的相位角小于。电容器的计算不能用的简单公式了。D与E之间存在相位差时，D滞后于E，存在一相角δ，用复数来描述D与E的关系: 其中e’与原本静电场下的er对应，描述介质在电场下的极化效应；而e”则描述介质在交流电场下的损耗与介质的交流电导率相关。e’与e”是松弛介质在交流电场下极化的一个物理过程密不可分的两个方面。因此可用复介电系数来描述.3．①               ②e”最大值位置： tand的最大值位置

5、    ③有关曲线图参考书上有关章节。e”的曲线不同于tand，当温度身高时，因为t趋于0，因而e”也趋于0。而tand因为直流电导的上升却越来越大 5．在交变电场下，介质会出现极化滞后于电场的变化，在某个频率附件出现e、W(P)随w迅速变化，以及tand出现最大值的情况，这是具有松弛极化的介质的明星特征，可以作为具有松弛极化的电介质的判断依据。  6．对A点对B点，

6、OB

7、长度为εSε∞。因而B点其坐标为（2εsε∞εs+ε∞,εs-ε∞εs+ε∞）因此  7．ε”的峰值位于ωτ=1处，即lgω=8处。峰值大小为4。曲线下的面积为   13.因为tand是材

8、料的本征特性，而损耗功率W与材料的形状、大小和外加电压都密切相关，且损耗功率可利用tand结合材料的介电系数计算出来：。因此工程上都用tand而不用W。在许多介质中，特别是在组合绝缘的介质中，由于介质中有不同类的质点，tand将出现多个峰值。如果介质有一组互相很接近的松弛时间，那么tand峰值的包络线占据很宽的频率范围，变得平缓（如图所示）。这就是多个松弛时间的介质中观察到的反常弥散区变宽，tand峰值不明确的原因。 15．因为电子元器件的参数，如ε、tanδ、ρ等都与外场频率、环境温度条件有关。所以在检测时要说明一定的检测条件。 第三章习题：2．假设n个在行

9、程dx上碰撞电离产生的电子数为：dn=nadx(a为电离系数)将上式积分得到：n=Aeax（A为积分常数）应用边界条件：当x=0时，n=n0，因此A=n0，则n=n0eax到达阳极的电子数为：na=n0ead因此到达阳极的电流密度为：J=ena=en0ead=J0ead(J0为外界电离因素引起的起始电流密度)3.电晕放电：在不均匀电场中，当器件某一区域的电压达到起始游离电压时，首先在这一区域出现淡紫色的辉光——电晕，形成一稳定的区域放电。刷形放电：电压进一步升高，电晕变成刷形放电，形成几道明亮的光束，呈现出来的是树枝状的火花放电，但这时放电还未达到对面电极，只

10、是光束的形状不断改变。飞弧：电压再升高