第三章 电介质电导和击穿备课讲稿.ppt

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1、第三章电介质电导和击穿1．什么是电介质的电导？提高电介质的绝缘性能的基本方法是什么？（掌握）弱联系的带电质点在电场作用下作定向漂移，从而构成传导电流的过程称为电介质的电导。电介质电导的强弱（或者说电介质的绝缘性能）通常采用电导率或电阻率表示。一般地当，即可认为该电介质具有良好的绝缘性能。提高电介质的绝缘性能的基本方法是：（1）降低载流子浓度；（2）降低载流子的迁移率。返回下一页2．电介质电导类型有哪些？（掌握））电导类型有：离子电导，电子电导，电泳电导。离子电导：固体电介质的主要电导形式，是介质中

2、带电荷的弱联系的正负离子（或离子空位）。电子电导：一般电介质物质的禁带较宽，电子（空穴）载流子极少，因而电子电导一般不是电介质电导的主要因素，只在特定条件下才表现得比较明显。电泳电导：是液体电导的主要形式，载流子是带电的分子团所形成的电导。返回3．什么叫电介质的击穿？它有哪些击穿形式？通常用那些参数评价（掌握）当外加电场增加到某一临界值时，电导率突然剧增，电介质丧失其固有的绝缘性能，变成导体，这种现象称为击穿。击穿的形式有：热击穿电击穿电化学击穿通常使用击穿电压、击穿电场强度、绝缘强度、介电强度、

3、耐电强度、抗电强度等参数或术语评价。返回3.2气体电介质的电导和击穿1．气体电介质伏安特性曲线分为那三个部分？各部分的特征是什么？（掌握）2．气体为何能导电？如何对其导电过程进行理论分析？（掌握）3．什么叫气体电介质击穿？气体电介质放电过程有那两种形式？（掌握）4．如何对均匀电场的击穿过程进行理论分析？（掌握）5．非均匀电场击穿过程有哪些特点？（掌握）返回1．气体电介质伏安特性曲线分为几个部分？各部分的特征是什么？（掌握）分为三部分：第I部分当电场很弱时，电流密度随电场强度的增加正比例地上升；第I

4、I部分电流密度不再因电场强度的增加而改变，达到饱和；第III部分返回2．气体为何能导电？如何对其导电过程进行理论分析？（掌握）（1）气体导电机理（2）气体电导过程的理论分析返回（1）气体导电机理气体能导电是因为气体中存在一定浓度的带电正负离子（载流子），载流子存在则是因为气体中随时随地进行着下述两个过程：电离过程：气体在光、热、辐射等作用下，电子从分子中分离出来使气体分子带正电，从而形成正离子载流子，这个过程称为电离。电离出来的电子又极容易被其他分子所捕获而形成负离子。描电离过程的速度大小用单位时

5、间单位体积产生的正离子（或负离子）数n′描述返回复合过程：当产生的正负离子在热运动过程中相遇时又会复合而成中性分子，其复合速度Z用单位时间单位体积内被复合的正离子（或负离子）数表示。显然未加电场时，气体中载流子浓度决定于这两个过程的速度，当这两过程速度相等时，载流子浓度不随时间的变化而变化达到稳定状态。返回（2）气体电导过程的理论分析分析目的：通过理论模型的分析与处理，定量认识（或定性认识理解）气体伏安特性曲线形成的过程和机理提出假设：建立载流子守恒方程并分析求解讨论复合速度未加电场稳定状态下电离

6、速度=复合速度载流子浓度加上电场稳定状态方程：令当电场很小时所以电流密度与电场强度呈线性增长当电场逐渐增加载流子浓度将随着电场的增加，逐渐下降，因此伏安特性曲线逐渐偏离线性关系当电场较大时所以电流密度达到饱和不随电场的变化而变化3．什么叫气体电介质击穿？气体电介质放电过程有那两种形式？（掌握）当电场上升到足够高时，载流子在电场中所获得足够高的能量，以致使得载流子在与气体分子碰撞时能够发生电离过程从而产生新的载流子，新的载流子与旧载流子一起在电场中积聚能量进行下一次的碰撞从而产生下一代载流子，如此载

7、流子浓度不断增长下去，电流密度亦无限地增长下去，此时即发生气体电介质的击穿。气体电介质击穿又称放电。放电过程又分为自持放电和非自持放电。非自持放电：在电场强度达到击穿场强Em之前的某个场强E2，（称为起始游离场强，相应电压为起始游离电压）碰撞电离过程即开始发生了，即气体的放电过程开始了，但此时若将外界电离因素取消，气体的放电将逐渐减弱，直到最后停止，这种放电称为非自持放电。自持放电：当电场达到Em（称为击穿场强，相应电压称为击穿电压）点之后，即使将外界电离因素去掉，放电仍能继续维持，这样的放电过程

8、称为自持放电，实际上也就达到了气体电介质击穿。4．如何对均匀电场的击穿过程进行理论分析？（掌握）（1）分析目的（2）物理过程及其模型的建立（3）巴申定律的建立（4）结果分析返回（1）分析目的通过理论模型分析，寻求气体电介质击穿场强与各种影响因素的定量关系，从而掌握气体电介质的击穿规律返回（2）物理过程及其模型的建立当电场达到游离场强之后，气体电介质中载流子的产生除了因外界因素（如光照等）使极板表面和气体发生电离而产生载流子外，还通过以下碰撞过程产生载流子1）电子碰撞电离过程：描述该