E0
f1
有极分子的极化是由于分子偶极子在外电场的作
用下发生取向的结果
----取向极化
§9-3 静电场中的电介质
三. 电极化强度 1. 电极化强度
第九章 静电场中的导体和介质
无外场时：电介质中任一小体积元V内所有分子
的电偶极矩矢量和为零，即
电介质有极外化场程时度：越电高介，质被p极i越化大，
C U0
r
C0U0
则插入电介质后的电容为
C rC0
U U0 r
:r 电介质的相对介电常数，（相对电容率） Q C0U0
r0 : 电介质的介电常数，（电容率）
由 U U0 及 U Ed
r
可得
E E0
r
在无限大均匀各向同性的电介质中，任意一点的
电场强度，为真空中电场强度的 1 倍。
§9-2 电容 电容器
第九章 静电场中的导体和介质
1.平板电容器
设极板所带电荷为q
E q
VA
VB
BA E0
d
0
S
l Ed
qd
0S
Aq
r
d
S q
B
则
C
q
0S
VA VB d
(真空中 : r 1)
§9-2 电容 电容器
2. 圆柱形电容器
第九章 静电场中的导体和介质
设内外柱面带有电荷分别为+q和-q
HCH4
pe 0
§9-3 静电场中的电介质
第九章 静电场中的导体和介质
有极分子电介质：
无外电场时分子正负 电荷中心不重合，具有固有 电偶极矩，称为有极分子。
H
O pe
H
2. 电介质的极化
水 H2O
pe 0
把电介质放在电场中，电介质内任意小体积元内
的电荷体密度仍为零，但与外场垂直的两表面会分别出 现正、负电荷，这种电荷不能脱离原子核的束缚而单独 存在，称为极化电荷（束缚电荷）。这种现象称为极化 现象。
首尾相联接，叫串联。
第九章 静电场中的导体和介质
QC1 Q QC2 Q
串联电容器组中每 个电容器极板上所带电 荷相等。
总电压为各电容器 电压之和。
U1
U2
U
U1
Q C1
U U1 U2
U2 (1 C1
Q C2 1 C2
)Q
§9-2 电容 电容器
U
U1
U2
(1 C1
1 C2
)Q
用一个电容器等
r
§9-3 静电场中的电介质
第九章 静电场中的导体和介质
两极板上的电压增大到一定值时，即电介质中所处 的电场强度增大到一定值时，电介质中分子发生电离，使 电介质失去绝缘性，电介质被击穿。
相应的电压叫击穿电压，相应的场强叫击穿场强。
二. 电介质的极化 1. 电介质的分类 无极分子电介质：
无外电场时分子的 正负电荷中心重合，没有 固有电偶极矩，称为无极 分子。
二.电容器
第九章 静电场中的导体和介质
电容器：两个带有等值异号电荷的导体组成的系统
设真空中的导体A和B所带电量分别为+q和-q
定义:
C q VA VB
A
B
q
q
----电容器的电容 VA
VB
电容是导体的一个重要性质，是表征导体储存电荷能
力的物理量，由电容器本身性质决定，取决于电容器的形 状、大小、和极板间的电介质，与电容器是否带电无关。
§9-2
第九章 静电场中的导体和介质
电容 电容器
一.孤立导体的电容
设孤立导体带电量为q，电势为V，电势与电量 成正比，还与导体形状、大小及周围电介质有关， 当导体带电增加时，电势也增加，电量与电势的比 值却是一个恒量，反映了导体的某种电学性质。
定义： C q V
——孤立导体的电容
单位:法拉(F),1F=1C/V
Q Q1 Q2 (C1 C2)U
Q1C1 Q1
用一个电容器等效
地代替并联电容器组，
C2
则有
Q2 Q2
C Q Q CU
U
U
比较得：
Q C Q
C C1 C2
U
并联电容器组等效电容等于各电容器的电容之和。
等效电容比任一电容器的电容大。
§9-2 电容 电容器
2. 串联
几个电容器的极板
§9-3 静电场中的电介质
无极分子的极化
E0
pe
诱导电偶极矩
第九章 静电场中的导体和介质
E0
无极分子的极化是由于分子中的正负电荷中心在外
电场作用下发生相对位移的结果
----位移极化
§9-3 静电场中的电介质
2. 有极分子的极化
pe f2
E0
第九章 静电场中的导体和介质
pi
0,
pi 0
且外场越强，
定义：单位体积内分子电偶极矩的矢量和为电极化
强度，即
P
pi 反映电介质的极化程度
V
单位：库仑/米2 (C/m2)，与电荷面密度的单位相同
电介质：内部几乎没有可以自由运动电荷的物体，又
称为绝缘体
一. 电介质对电容的影响
Q
Q
U
r
C
U0
C0
维持极板上的电荷不变
真空中平板电容器电容 C0
将两板间充满均匀各
对电容器充电，测得电压 U0 极板上的电荷为 Q C0U0
向同性的电介质
测得两板间电压 U U0 r
第九章 静电场中的导体和介质
Q CU
两柱面间、距轴线为r处的场强大小为
E
RB
VA
VB
2BAE0rdl
RB RA
Edr
r
RA
l
BA
§9-2 电容 电容器
第九章 静电场中的导体和介质
VA
VB
B A
E dl
RB RA
Edr
RB RA
2 0
. dr r
2 0
ln
RB RA
C q VA V B
l
ln RB
2 0l
ln RB
2 0 RA
RA
§9-2 电容 电容器
第九章 静电场中的导体和介质
3. 球形电容器
设内外球壳分别带有q电荷+q和-q， 则 E
B
A
r
VA
VB
B A
E4 dl0r2RRBA
Edr
q11
()
RA
RB
(真空中:r 1)
4 0 RA RB
C q 4 0RARB
VA VB RB RA
§9-2 电容 电容器
第九章 静电场中的导体和介质
三. 电容器的串、并联 1. 并联
Q1C1 Q1
几个电容器的极板
一一对应联接，叫并联。
C2
串联电容器组中每
Q2 Q2 U
个电容器极板上电压相
等。
Q1 C1U Q2 C2U
总电荷为各电容器 电荷之和。
Q Q1 Q2 (C1 C2)U
§9-2 电容 电容器
第九章 静电场中的导体和介质
第九章 静电场中的导体和介质
QC1 Q QC2 Q
效地代替串联电容器
组，则有
UQ 比较得： C
U1
U2
U
1 1 1
Q C Q
C C1 C2
U
串联电容器组等效电容的倒数等于各电容器的电容的
倒数之和。等效电容比任一电容器的电容小。
§9-2 电容 电容器
第九章 静电场中的导体和介质
§9-3 静电场中的电介质