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时间:2018-02-25
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1、参 考 答 案 第 一 章 1. 电介质在电场作用下,在介质内部感应出偶极矩、介质表面出现束缚电荷的现象称为电介质的极化。其宏观参数是介电系数ε。 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: 3.计算氧的电子位移极化率:按式代入相应的数据进行计算。 4.氖的相对介电系数: 单位体积的粒子数:,而所以: 5.洛伦兹有效电场: εr
2、与α的关系为:介电系数的温度系数为: 6.时,洛伦兹有效电场可表示为: 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介电系数的温度系数. 10.如高铝瓷,其主要存在电子和离子的位移极化,而掺杂的金红石和钛酸钙瓷 除了含有电子和离子的位移极化以外,还存在电子和离子的松弛极化。极性介质在光频区将会出现电子和离子的位移极化,在无线电频率区可
3、出现松弛极化、偶极子转向极化和空间电荷极化。 11.极化完成的时间在光频范围内的电子、离子位移极化都称为瞬间极化。而在无线电频率范围内的松弛极化、自发式极化都称为缓慢式极化。电子、离子的位移极化的极化完成的时间非常短,在秒的范围内,当外电场的频率在光频范围内时,极化能跟得上外电场交变频率的变化,不会产生极化损耗;而松弛极化的完成所需时间比较长,当外电场的频率比较高时,极化将跟不上交变电场的频率变化,产生极化滞后的现象,出现松弛极化损耗。 12.参照书中简原子结构模型中关于电子位移极化率的推导方法。 13. “-”表示了Eji的方向性。 14
4、.参考有效电场一节。 15.求温度对介电系数的影响,可利用,对温度求导得出:。由上式可知,由于电介质的密度减小,使得电子位移极化率及离子位移极化率所贡献的极化强度都减小,第一项为负值;但温度升高又使离子晶体的弹性联系减弱,离子位移极化加强,即第二项为正值;然而第二项又与第一项相差不多。所以氯化钠型离子晶体的介电系数是随温度的上升而增加,只是增加得非常慢。 16.串联时: 由以上关系可得到:并联时: 17.参考书上有关章节。 18.真空时: 介质中: 伏/米 伏/米) 19.解: 库
5、 库/米 伏/米 第 二 章 1.,宏观表征出来的是一随时间逐渐衰减的吸收电流。 2.在交变电场中,由于电场频率不同,介质的种类、所处的温度不同,介质在电场作用下的介电行为也不同。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
6、与E的关系: 3.① ② ③有关曲线图参考书上有关章节。 4.由已知条件:,。解:∴ (1) 当, 当 ⑵-⑶: 将(3)、(4)代入(1): 令得时,曲线图参考有关章节。 5.参考有关章节。 6.参考有关章节。 7.参考有关章节。 8.德拜函数为、。德拜函数图参考有关章节。 9.ε’~ε”的关系式:,其柯尔---柯尔图参考有关章节. 10.参考有关章节. 11.参考有关章节. 12.比
7、较tanδ与P,tanδ可用仪表直接测量; tanδ与P成正比例关系;在多数情况下,介质的介电系数变化不大,当介电系数变化大时,用ε’tanδ 来表示,ε’tanδ称为介质损耗因子。 13.测量介质在整个频段(从低频到高频)的介电系数及损耗,作出ε’与ε”的关系曲线图。根据其图的图型与标准的柯尔---柯尔图相比较,即可判断。 14.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 1. 参考有关章节。2. 参考有关章节。3. 参考有关章
8、节。4. 参考有关章节。5.
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