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电介质对电场的影响
下面考虑电场对电介质材料的影响。典型的电介质材料有橡胶、丝绸、聚酯薄膜,聚碳酸酯、环氧树脂、空气和尼龙、前文我们考虑的都是真空中的电场,现在考虑两个平行板,如果这中间的空间中充满了绝缘电介质,那么将电荷Q从一个板上移动到另一个板所做的功将减少。这意味着绝缘材料中的电场将减小。这个减小的因子sR就是有名的相对介电常数。
如果空间中首先充满空气,电荷Q产生的电压为V。当电介质材料填充在板之间,电压将会降到V/e。如果电压重新增加到V,表面电荷的总量将会随着因子eR数增加
注意空气中的相对介电常数为1.0006。
注意电容器中常采用电介质材料来增加每单位电压的电荷量。
通常采用两种量来讨论电场。两点之间的电压决定E场强度。第二个电场量,
称为D场,与电荷直接相关。在真空中E场和D场方向图完全一致。在电介质的区域中,E场强度在电介质接触面改变。D场起始于电荷,终止于电荷,但是电场强度在电荷自由边界处不变。图1.1中,如果电荷Q位于电介质媒介中,E场将会减小,减小的倍数等于相对介电常数。
这个电荷产生的电场中的储能随着相对介电常数的增大而减小。
