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介質(zhì)損耗的表征方法
閱讀：2699發(fā)布時(shí)間：2022-10-19
介質(zhì)損耗的表征方法
有關(guān)介質(zhì)的損耗描述方法有多種，哪一種描述方法比較方便，需根據(jù)用途而定。
損耗角正切 | tg? | 介質(zhì)損耗大小 |
損耗因子 | ?tg? | 作為絕緣材料的選擇依據(jù) |
品質(zhì)因素 | Q=1/tg? | 應(yīng)用于高頻 |
損耗功率 | p | 功率的計(jì)算 |
等效電導(dǎo)率 | ?=???? | 電介質(zhì)發(fā)熱 |
復(fù)介電常數(shù)的復(fù)項(xiàng) | ??? | 研究材料的功率、發(fā)熱 |
1、介質(zhì)損耗角δ
在交變電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)流過的電流相量和電壓相量之間的夾角(功率因數(shù)角Φ)的余角(δ)。 簡(jiǎn)稱介損角
2、介質(zhì)損耗正切值tgδ
又稱介質(zhì)損耗因數(shù)，是指介質(zhì)損耗角正切值，簡(jiǎn)稱介損角正切。介質(zhì)損耗因數(shù)的定義如下
這正是損失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此現(xiàn)在的數(shù)字化儀器從本質(zhì)上講，是通過測(cè)量δ或者Φ得到介損因數(shù)。
損耗角正切：
復(fù)介電常數(shù)
1）復(fù)介電常數(shù)的含義
電極化的基本過程有三：
①原子核外電子云的畸變極化；
②分子中正、負(fù)離子的（相對(duì)）位移極化；
③分子固有電矩的轉(zhuǎn)向極化。
在外界電場(chǎng)作用下，介質(zhì)的介電常數(shù) ε是綜合地反映這三種微觀過程的宏觀物理量；它是頻率 ω的函數(shù)ε(ω)。
低頻極化
只當(dāng)頻率為零或頻率很低（例如1千赫）時(shí),三種微觀過程都參與作用，這時(shí)的介電常數(shù)ε(0)對(duì)于一定的電介質(zhì)而言是個(gè)常數(shù)，通稱為介電常數(shù)，這也就是靜電介電常數(shù)εs或低頻介電常數(shù)。
中頻極化
隨著頻率的增加，分子固有電矩的轉(zhuǎn)向極化逐漸落后于外場(chǎng)的變化，這時(shí)，介電常數(shù)取復(fù)數(shù)形式ε(ω)＝ε′(ω)-jε″(ω)，其中虛部ε″(ω)代表介質(zhì)損耗；它是由于電極化過程追隨不上外場(chǎng)的變化而引起的。
實(shí)部隨著·頻率的增加而顯著下降，虛部出現(xiàn)峰值。
高頻極化
頻率再增加，實(shí)部ε′(ω)降至新值，虛部ε″(ω)變?yōu)榱?，這表示分子固有電矩的轉(zhuǎn)向極化已不能響應(yīng)了。
當(dāng)頻率進(jìn)入到紅外區(qū)，分子中正、負(fù)離子電矩的振動(dòng)頻率與外場(chǎng)發(fā)生共振時(shí)，實(shí)部ε′(ω)先突然增加，隨即陡然下降,ε″(ω)又出現(xiàn)峰值；
過此以后，正、負(fù)離子的位移極化亦不起作用了。
2）漏導(dǎo)復(fù)介電常數(shù)：
復(fù)介電常數(shù):
損耗角正切
ε’和ε"是依賴于頻率的量
介質(zhì)的損耗由復(fù)介電常數(shù)的虛部???引起，通常電容電流由實(shí)部??引起，相當(dāng)于實(shí)際測(cè)得介電常數(shù)。
2）極化損耗的復(fù)介電常數(shù)
交變電場(chǎng)作用下的P(t)為：
A.極化損耗復(fù)介電常數(shù)
B.極化損耗復(fù)介電常數(shù)含義：
D.復(fù)介電常數(shù)的德拜表達(dá)式
其中： ?(0) -----低或靜態(tài)的相對(duì)介電常數(shù)
?? ------ ???時(shí)的相對(duì)介電常數(shù)
4、介質(zhì)損耗功率
1）直流電壓下 PW=IU=GU2 G為介質(zhì)的電導(dǎo),單位為西門子(S)。
定義單位體積的介質(zhì)損耗為介質(zhì)損耗功率p，
V為介質(zhì)體積，σ為純自由電荷產(chǎn)生的電導(dǎo)率(S/m)。
在一定的直流電場(chǎng)下，介質(zhì)損耗率取決于材料的電導(dǎo)率
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