什么是不均匀电场?

[拼音]：bujunyun dianchang

[外文]：non-uniform electric field

电场区域内电场强度的大小和方向随空间坐标而变的电场。反之，电场强度的大小和方向与坐标无关的电场被称为均匀电场。

电场的不均匀程度用电场不均匀系数ƒ表征：

式中U为极间电压，d为极间最小距离，


为场域中的最大电场强度值。均匀电场的ƒ等于1，不均匀电场的ƒ总是大于1，即ƒ≥1。电场不均匀系数的倒数称为绝缘利用系数η，η=1/ƒ，η≤1。

对于不均匀电场的计算，除了一些电极形状比较简单（例如同轴圆柱电极间的电场，同心圆球电极间的电场等）的情况可以用解析方法精确计算外，大部分情况下只能用近似的解析计算方法或电场数值计算方法计算，或用电场的实际测量或模拟测量技术测得。电场的数值计算方法有有限差分法、有限元法、模拟电荷法等。电场的模拟测量包括电解槽模拟和导电纸模拟测量。

不均匀电场中的电介质的性状与电场的不均匀程度有关。根据其不均匀程度，不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电场。若电场的不均匀程度不严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙就被击穿（见气体介质击穿），这种电场称为稍不均匀电场。若电场不均匀程度比较严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙并不被击穿，只是电场强度较高处的气体发生电晕放电；进一步提高电压后，气体间隙才被击穿，这样的电场称为极不均匀电场。

也可以根据电场不均匀系数来区分不均匀电场。对于圆球形电极，当电场不均匀系数处于2～4时，极间电场为稍不均匀电场；当电场不均匀系数大于4时，极间电场为极不均匀电场。

电场的不均匀程度会影响电介质的绝缘强度。在其他条件相同的情况下，电场愈不均匀，电介质的绝缘强度愈低。

高压电力设备中经常遇到的是极不均匀电场，例如高压架空输电线路周围的电场，高压交流电机线棒出槽处的电场，电力变压器引线附近的电场等。属于稍不均匀电场的电场有高压静电电压表（见静电系电表两电极间的电场，阀型避雷器放电间隙中的电场等。