極化強度的概述

大多數(shù)陶瓷介質(zhì)由各種離子組成，在沒有外電場作用時，質(zhì)點的正負電荷中心重合，對外不呈現(xiàn)電極性。當有外電場作用時，質(zhì)點受到電場力的作用，正負電荷發(fā)生相對位移。正電荷沿著電場方向移動，負電荷反電場方向移動，這種相對位移是有限度的。

因為質(zhì)點內(nèi)部正負電荷之間的靜電引力作用，限制了電荷離開平衡位置的移動。在一定溫度和電場強度條件下，正負電荷偏離原來的平衡位置，位移了一定的距離后，達到平衡狀態(tài)。這時質(zhì)點的正負電荷的中心不再重合，因而整個介質(zhì)呈現(xiàn)電極性，這就叫做介質(zhì)的極化。

如下圖被電場極化了的介質(zhì)表面出現(xiàn)感應電荷，這些電荷不會跑到極板上而被束縛在介質(zhì)表面，稱為表面束縛電荷。

極化的微觀本質(zhì)就是介質(zhì)內(nèi)部帶電質(zhì)點產(chǎn)生位移。但由于介質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點的束縛力很強在電場作用下沿一定方向的相對位移是有限度的，是在平衡位置附近的很小的位移，因而它不是載流子，不形成電流。

在外電場E。作用下，介質(zhì)中帶有正負電荷q的質(zhì)點，相互移開的距離為I，形成偶極子，其大小用偶極矩表示：

m=q*I

偶極矩又稱電矩。

單位電場強度下偶極矩的大小稱質(zhì)點的極化率，它表征質(zhì)點極化的能力。

α=m/E

設(shè)單位體積中極化的質(zhì)點數(shù)為n，m為每一質(zhì)點的平均偶極矩，則介質(zhì)單位體積的偶極矩為：P=m*n=n*α*E

P稱為介質(zhì)的極化強度。它有三個決定因數(shù)：

（1）單位體積中極化的質(zhì)點數(shù)n；

（2）作用在極化質(zhì)點上的有效電場強度E。（也稱真實電場強度)；

（3）質(zhì)點本身在電場作用下極化的能力即極化率α的大小。

對有效電場E。進行計算，可導出下式克一莫方程：

（M/p)·[(?-1)/(?+2)]=(4π/3)·N·a

式中：M—物質(zhì)的mol質(zhì)量；p—密度；?—介電常數(shù)；N—阿伏伽德羅常數(shù)，N=6.03×10²³個/mol；a—極化率。

該公式從嚴格意義上說不適用于大多數(shù)陶瓷，但從定性方面和分析問題上考慮，仍有重要意義。

公式中的極化率a因介質(zhì)中極化形式的不同而不同。

各種電介質(zhì)都有其本身*的極化形式，它們對宏觀電性質(zhì)的影響也不相同。

大多數(shù)陶瓷介質(zhì)由各種離子組成，在沒有外電場作用時，質(zhì)點的正負電荷中心重合，對外不呈現(xiàn)電極性。當有外電場作用時，質(zhì)點受到電場力的作用，正負電荷發(fā)生相對位移。正電荷沿著電場方向移動，負電荷反電場方向移動，這種相對位移是有限度的。

因為質(zhì)點內(nèi)部正負電荷之間的靜電引力作用，限制了電荷離開平衡位置的移動。在一定溫度和電場強度條件下，正負電荷偏離原來的平衡位置，位移了一定的距離后，達到平衡狀態(tài)。這時質(zhì)點的正負電荷的中心不再重合，因而整個介質(zhì)呈現(xiàn)電極性，這就叫做介質(zhì)的極化。

如下圖被電場極化了的介質(zhì)表面出現(xiàn)感應電荷，這些電荷不會跑到極板上而被束縛在介質(zhì)表面，稱為表面束縛電荷。

極化的微觀本質(zhì)就是介質(zhì)內(nèi)部帶電質(zhì)點產(chǎn)生位移。但由于介質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點的束縛力很強在電場作用下沿一定方向的相對位移是有限度的，是在平衡位置附近的很小的位移，因而它不是載流子，不形成電流。

在外電場E。作用下，介質(zhì)中帶有正負電荷q的質(zhì)點，相互移開的距離為I，形成偶極子，其大小用偶極矩表示：

m=q*I

偶極矩又稱電矩。

單位電場強度下偶極矩的大小稱質(zhì)點的極化率，它表征質(zhì)點極化的能力。

α=m/E

設(shè)單位體積中極化的質(zhì)點數(shù)為n，m為每一質(zhì)點的平均偶極矩，則介質(zhì)單位體積的偶極矩為：P=m*n=n*α*E

P稱為介質(zhì)的極化強度。它有三個決定因數(shù)：

（1）單位體積中極化的質(zhì)點數(shù)n；

（2）作用在極化質(zhì)點上的有效電場強度E。（也稱真實電場強度)；

（3）質(zhì)點本身在電場作用下極化的能力即極化率α的大小。

對有效電場E。進行計算，可導出下式克一莫方程：

（M/p)·[(?-1)/(?+2)]=(4π/3)·N·a

式中：M—物質(zhì)的mol質(zhì)量；p—密度；?—介電常數(shù)；N—阿伏伽德羅常數(shù)，N=6.03×10²³個/mol；a—極化率。

該公式從嚴格意義上說不適用于大多數(shù)陶瓷，但從定性方面和分析問題上考慮，仍有重要意義。

公式中的極化率a因介質(zhì)中極化形式的不同而不同。

各種電介質(zhì)都有其本身*的極化形式，它們對宏觀電性質(zhì)的影響也不相同。