第1页，共41页，星期日，2025年，2月5日电介质中的传导电流 电气传导电流概念：是表征单位时间内通过某一截面的电量 传导电流的组成：电介质中的传导电流含漏导电流和位移电流两个分量 漏导电流：由介质中自由的或联系弱的带电质点在电场作用下运动造成的 位移电流：由电介质极化造成的吸收电流 第2页，共41页，星期日，2025年，2月5日电介质电导—充电电流—吸收电流（数分钟以上）—泄漏电流电介质中的电导是由于电介质的基本物质及其中所含杂质分子的化学分解或热离解形成带电质点(电子、正离子、负离子)，沿电场方向移动而造成的。它是离子式的电导，也就是电解式的电导。测量介质中电流的电路图固体介质中的电流与时间的关系第3页，共41页，星期日，2025年，2月5日 漏导电流密度:可由迁移中的载流子密度n及其迁移速度Vd获得 式中E为施加电场强度，e为载流子的电荷量，μ为载流子的迁移率第4页，共41页，星期日，2025年，2月5日 漏导电导率和电阻率分别为 电导率σ： 电阻率ρ：第5页，共41页，星期日，2025年，2月5日 电介质中电导特性划分 以载流子的性质划分，电导（这里指漏导，以下无特别说明均指漏导）可以分为电子性电导和离子性电导。 无论是何种电导类型，在低场强下电压-电流的关系遵循欧姆定律。在高场强下离子性电导:第6页，共41页，星期日，2025年，2月5日 电子性电导：根据电子在导带、价带、电极和不纯物的状态之间的跳跃方式的不同可分为各种不同的电导过程。 其主要形式为能带模型、跳跃模型、空间电荷制约电流模型、电子雪崩电流、光传导电流、场致发射电流等第7页，共41页，星期日，2025年，2月5日 电子性电导例一：ShottkyEffect 当施加电场时，阻碍电子飞出金属的位垒高度因电场的作用而使实际的位垒高度下降，导致由电极发射到介质导带的电子的增加，其结果是第8页，共41页，星期日，2025年，2月5日 电子性电导例二：Poole-FrenkelEffect 肖特基效应是电场的作用下实际位垒高度下降引起的电流的增加，而Poole-Frenkel效应是电介质内部因电场的作用引起实际位垒高度下降，进而使得介质内部发射到导带上的电子增加，也即电流的增加，结果表现为第9页，共41页，星期日，2025年，2月5日 电子性电导例三：TunnelEffect 在电子获得的能量远大于位垒高度，而且薄膜厚度小于数百?时，电子象跨过隧道似的贯穿两金属电极间的介质而引起两金属电极间的电流，产生隧道效应，此时之间的关系是斜率为负的直线关系。和其他电导过程不同，隧道效应电流与温度无关第10页，共41页，星期日，2025年，2月5日 Shottky和TunnelEffect是电极发射控制电导的过程 而Poole-FrenkelEffect则是体积发射控制电导的过程第11页，共41页，星期日，2025年，2月5日 聚乙烯的电流-时间特性例：在温度高于室温附近要达到稳定的漏导电流需要几个小时的时间，在更低的温度下，即20℃时，电流很难趋向稳定的漏导电流。 所以通常的1min绝缘电阻测量仅仅是为了工程上的方便，实际上并没有物理意义，关于这一点必须注意。第12页，共41页，星期日，2025年，2月5日 一、气体电介质的电导：气体中无吸收电流； 气体离子的浓度约为500~1000对/cm2； 分成三个区域 区域1：E≈5×10-3V/cm，电流密度j随着E增加而增加； 区域2：当E进一步增大，j趋向饱和； 以上两者的电阻率约1022Ω?cm量级。 区域3：当场强超过E2≈103V/cm时，气体电介质将发生碰撞电离，从而使气体电介质电导急剧增大气体电介质中的电流密度—场强特性第13页，共41页，星期日，2025年，2月5日二、液体电介质电导一是由液体本身的分子和杂质的分子解离成离子，构成离子电导；二是由液体中的胶体质点(如变压器油中悬浮的小水滴)吸附电荷后，变成带电质点，构成电泳电导。特点：1、与纯净度有关:杂质越多，电导越大2、与介质分子的离解度有关:介电常数越大，电导越大3、与温度有关温度升高液体电介质粘度降低，离子迁移率增加，电导增大温度升高液体电介质或离子的热离解度增加，电导增大A、B—常数；T—绝对温度—电导率