型号: | BC- A |
产地: | 北京 |
品牌: | 百川宏宇 |
评分: |
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表征:
电介质在恒定电场作用下,介质损耗的功率为
W=U2/R=(Ed)2S/ρd=σE2Sd
定义单位体积的介质损耗为介质损耗率为
ω=σE2
在交变电场作用下,电位移D与电场强度E均变为复数矢量,此时介电常数也变成复数,其虚部就表示了电介质中能量损耗的大小。
D,E,J之间的相位关系图
D,E,J之间的相位关系图
如图所示,从电路观点来看,电介质中的电流密度为
J=dD/dt=d(εE)/dt=Jτ+iJe
式中Jτ与E同相位。称为有功电流密度,导致能量损耗;Je,相比较E超前90°,称为无功电流密度。
定义
tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ
式中,δ称为损耗角,tanδ称为损耗角正切值。
损耗角正切表示为获得给定的存储电荷要消耗的能量的大小,是电介质作为绝缘材料使用时的重要评价参数。为了减少介质损耗,希望材料具有较小的介电常数和更小的损耗角正切。损耗因素的倒数Q=(tanδ)-1在高频绝缘应用条件下称为电介质的品质因素,希望它的值要高。
工程材料:离子晶体的损耗,离子晶体的介质损耗与其结构的紧密程度有关。
紧密结构的晶体离子都排列很有规则,键强度比较大,如α-Al2O3、镁橄榄石晶体等,在外电场作用下很难发生离子松弛极化,只有电子式和离子式的位移极化,所以无极化损耗,仅有的一点损耗是由漏导引起的(包括本质电导和少量杂质引起的杂质电导)。这类晶体的介质损耗功率与频率无关,损耗角正切随频率的升高而降低。因此,以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频场合。如刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等
形式
各种不同形式的损耗是综合起作用的。由于介质损耗的原因是多方面的,所以介质损耗的形式也是多种多样的。介电损耗主要有以下形式:
1)漏导损耗
实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质,在外电场的作用下,总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流,这种微小电流称为漏导电流,漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实阿的电介质总存在一些缺陷,或多或少存在一些带电粒子或空位,因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。
2)极化损耗
在介质发生缓慢极化时(松弛极化、空间电荷极化等),带电粒子在电场力的影响下因克服热运动而引起的能量损耗。
一些介质在电场极化时也会产生损耗,这种损耗一般称极化损耗。位移极化从建立极化到其稳定所需时间很短(约为10-16~10-12s),这在无线电频率(5×1012Hz 以下)范围均可认为是极短的,因此基本上不消耗能量。其他缓慢极化(例如松弛极化、空间电荷极化等)在外电场作用下,需经过较长时间(10-10s或更长)才达到稳定状态,因此会引起能量的损耗。
若外加频率较低,介质中所有的极化都能完全跟上外电场变化,则不产生极化损耗。若外加频率较高时,介质中的极化跟不上外电场变化,于是产生极化损耗。
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