2021年国家电网考试招聘电气类笔试资料：静电场中的介质

静电场中的介质
电介质指不导电的绝缘介质，电介质内部没有可以自由移动的电子。
电介质的极化
    电介质在外电场作用下出现的带电现象。
1、无极分子电介质的位移极化
    无极分子正、负电荷的中心重合，没有分子偶极子。在外场作用下，正负电荷中心发生相对位移，形成电偶极子，这些电偶极子的方向都沿外电场的方向。介质表面出现正负极化电荷。（附图）
2、有极分子电介质的取向极化
    有极分子正、负电荷的中心不重合，有分子偶极子。无外场时，由于分子的热运动，各个分子偶极矩排列纷乱，对外不显电性。在外场作用下，每个分子偶极矩受到力矩的作用，偶极矩的方向都转向外电场的方向使介质带电。
极化强度
描述电介质极化程度的物理量。
 
即单位体积内分子电偶极矩的矢量和。
极化强度和极化电荷的关系
(1)均匀介质极化时，其表面上某点的极化电荷面密度，等于该处电极化强度在外法线上的分量。
 
(2)在电场中，穿过任意闭合曲面的极化强度通量等于该闭合曲面内极化电荷总量的负值。
 
有电介质时的高斯定理
有电介质时，总电场包括自由电荷产生的电场和极化电荷产生的附加电场。所以有电介质时的高斯定理表达为
 
式中和分别为高斯面内的自由电荷与极化电荷的代数和。由极化强度与极化电荷的关系式，得
 
定义电位移矢量
 
得到
 
此式就是有电介质时的高斯定理：在静电场中通过任意闭合曲面的电位移通量等于闭合面内自由电荷的代数和。
各向同性介质中，有
 
其中、分别表示电介质的介电常数和相对介电常数。