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介电常数和介质损耗有什么区别
发布日期:2020-05-31      浏览次数:1016

介电常数和介质损耗有什么区别

介电特性是电介质材料极其重要的性质。在实际应用中,电介质材料的介电系数和介质损耗是非常重要的参数。例如,制造电容器的材料要求介电系数尽量大,而介质损耗尽量小。相反地,制造仪表绝缘器件的材料则要求介电系数和介质损耗都尽量小。而在某些特殊情况下,则要求材料的介质损耗较大。所以,通过测定介电常数(ε)及介质损耗角正切(tgδ),可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素,为提高材料的性能提供依据

1、介电常数(ε):某一电介质(如硅酸盐、高分子材料)组成的电容器在一定电压作用下所得到的电容量Cx与同样大小的介质为真空的电容器的电容量Co之比值,被称为该电介质材料的相对介电常数

ε=Cx/Co

式中:Cx一电容器两极板充满介质时的电容

Co一电容器两极板为真空时的电容

ε一电容器两极板为真空时的电容电容量增加的倍数,即相对介电常数
       介电常数的大小表示该介质中空间电荷互相作用减弱的程度。作为高频绝缘材料,要小,特别是用于高压绝缘时。在制造高电容器时,则要求要大,特别是小型电容器。
       在绝缘技术中,特别是选择绝缘材料或介质贮能材料时,都需要考虑电介质的介电常数。此外,由于介电常数取決于极化,而极化又取决于电介质的分子结构和分子运动的形式。所以,通过介电常数随电场强度、频率和温度变化规律的研究,还可以推断绝缘材料的分子结构。

2、介电损耗(tgδ):指电介质材料在外电场作用下发热而损耗的那部分能量。在直流电场作用下,介质没有周期性损耗,基本上是稳态电流造成的损耗在交流电场作用下,介质损耗除了稳态电流损耗外,还有各种交流损耗。由于电场的频繁转向,电介质中的损耗要比直流电场作用时大许多(有时达到几千倍),因此介质损耗通常是指交流损耗。
       在工程中,常将介电损耗用介质损耗角正切tgδ来表示。tgδ是绝缘体的无效消耗的能量对有效输入的比例,它表示材料在一周期内热功率损耗与贮存之比,是衠量材料损耗程度的物理量

tgδ=1/ωRC 

式中:
ω一电源角频率;
R一并联等效交流电阻;
C 一并联等效交流电容器
       凡是体积电阻率小的,其介电损耗就大。介质损耗对于用在高压装置高频设备,特别是用在高压、高频等地方的材料和器件具有特别重要的意义,介质损耗过大,不仅降低整机的性能,甚至会造成绝缘材料的热击穿

3、Q值:tgδ的倒数称为品质因素,或称Q值。Q值大,介电损失小,说明品质好。所以在选用电介质前,必须首先测定它们的和tgδ.而这两者的测定是分不开的。通常测量材料介电常数和介质损耗角正切的方法有二种:交流电桥法和Q表测量法,其中Q表测量法在测量时由于操作与计算比较简便而广泛采用。

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