型号: | BC-A |
产地: | 北京 |
品牌: | 百川宏宇 |
评分: |
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在高频电场和低温下,有一类与介质内邻结构的紧密度密切相关的介质损耗称为结构损耗。这类损耗与温度关系不大,耗功随频率升高而增大。
试验表明结构紧密的晶体成玻璃体的结构损耗都很小,但是当某此原因(如杂质的掺入、试样经淬火急冷的热处理等)使它的内部结构松散后。其结构耗就会大大升高。
宏观结构不均勾性的介质损耗
工程介质材料大多数是不均匀介质。例如陶瓷材料就是如此,它通常包含有晶相、玻璃相和气相,各相在介质中是统计分布口。由于各相的介电性不同,有可能在两相间积聚了较多的自由电荷使介质的电场分布不均匀,造成局部有较高的电场强度而引起了较高的损耗。但作为电介质整体来看,整个电介质的介质损耗必然介于损耗大的一相和损耗小的一相之间。
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
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