绝缘介质及极化形式

一、绝缘介质

1、概念

不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质，电介质即绝缘介质，是指用来隔离极板的绝缘材料。

2、特性

绝缘介质在某些外界条件，如加热、加高压等影响下，会被“击穿”，而转化为导体。在未被击穿之前，绝缘介质也不是绝对不导电的物体。如果在绝缘介质两端施加电压，材料中将会出现微弱的电流。绝缘介质在电场作用下的物理现象主要有极化、电导、损耗和击穿

3、作用

绝缘介质在变压器、电缆等其他设备的绝缘结构中是对具有不同电位的导体起着绝缘及机械固定作用；在电容器中，绝缘介质还有储存能量的作用，因此要求电容器所使用的介质单位体积（或质量）所储存的能量要大。

4、分类

绝缘介质的种类很多，固体的如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷等；液体的如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等；气体的如空气、二氧化碳、六氟化硫等。

二、绝缘介质极化

1、极化

极化是指在电场作用下，电介质内部沿电场方向产生感应电偶极矩，电介质表面出现束缚电荷的现象。理想的绝缘介质内部没有自由电荷，实际的电介质内部总是存在少量自由电荷，它们是造成电介质漏电的原因。一般情况下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示极性。在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出极性，在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷，这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。

2、极化的基本形式

电介质极化有四种基本形式：电子极化、原子或离子极化、偶极子转向极化和夹层介质界面极化。

1）电子极化

是指在电场作用下，负电子云相对原子核位移，使正、负电荷等效中心分离，形成带有正、负极性的偶极子。

2）原子或离子极化

是指在电场作用下，原子中的电子和原子核之间或正离子和负离子之间沿电场方向相对位移，其正、负电荷作用中心分离，形成带有正、负极性的偶极子。

3）偶极子转向极化

电介质含有固有的极性分子，它们本来就是带有极性的偶极子，其正、负电荷作用中心不重合。当无电场作用时，它们的分布是混乱的，宏观上看，电介质不呈现极性；在电场作用下，这些偶极子顺电场方向扭转或顺电场方向排列，整个电介质就形成了带正电和带负电的两极。

4）夹层介质界面极化

由两层或多层不同材料组成的不均匀电介质叫做夹层电介质。由于各层的介电常数和电导率不同，在电场作用下，各层电介质交界面上的电荷必然移动，以适应电位的重新分布，最后在交界面上积累起电荷，形成带正电和带负电的两极。