液体介电常数介质损耗测试仪 HRJD- A电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器(陶器),云母,玻璃,塑料,和各种金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质,并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质,其相对介电常数约为80。
术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
液体介电常数介质损耗测试仪 HRJD- A
相对电容率relative permittivity
ε r
电容器的电极之间及电极周围的空间全部充以绝缘材料时,其电容Cx与同样电极构形的真空电容Co之比;
……………………………(1)
式中;
εr——相对电容率;
Cx——充有绝缘材料时电容器的电极电容;
Co——真空中电容器的电极电容。
在标准大气压下,不含二氧化碳的干燥空气的相对电容率ε r等于1.00053,因此,用这种电极构形在空气中的电容Cx来代替Co测量相对电容率εr时,也有足够的度。
在一个测量系统中,绝缘材料的电容率是在该系统中绝缘材料的相对电容率εr与真空电气常数εr的乘积。
在SI制中,电容率用法/米(F/m)表示。而且,在SI单位中,电气常数εr,为:
……………………………(2)
在本标准中,用皮法和厘米来计算电容,真空电气常数为:ε0=0.088 54 pF/cm
液体介电常数介质损耗测试仪 HRJD- A
介质损耗角dielectric loss angle
δ
由绝缘材料作为介质的电容器上所施加的电压与由此而产生的电流之间的相位差的余角。
液体介电常数介质损耗测试仪 HRJD- A
介质损耗因数1) dielectric dissipation factor
tanδ
损耗角δ的正切。
液体介电常数介质损耗测试仪 HRJD- A
[介质]损耗指数 [dielectric] loss index
ε''r
该材料的损耗因数tanδ与相对电容率εr的乘积。
复相对电容率 complex relative permittivity
εr
由相对电容率和损耗指数结合而得到的:
式中:
εr——复相对电容率;
ε''r——损耗指数;
ε'r、εr——相对电容率;
tanδ——介质损耗因数。
注:有损耗的电容器在任何给定的频率下能用电容Cs和电阻Rs的串联电路表示,或用电容CP和电阻RP(或电导CP)并联电路表示。
并联等值电路 串联等值电路
式中:
Cs——串联电容;
Rs——串联电阻;
1)有些国家用“损耗角正切”来表示“介质损耗因数”,因为损耗的测量结果是用损耗角的正切来报告的。
CP——并联电容;
RP——并联电阻。
虽然以并联电路表示一个具有介质损耗的绝缘材料通常是合适的,但在单一频率下,有时也需要以电容Cs和电阻Rs的串联电路来表示。
串联元件与并联元件之间,成立下列关系:
式(9)、(10)、(11)中:Cs、Rs、CP、RP、tanδ同式(7)、(8)。
无论串联表示法还是并联表示法,其介质损耗因数tanδ是相等的。
假如测量电路依据串联元件来产生结果,且tanδ太大而在式(9)中不能被忽略,则在计算电容率前必须先计算并联电容。
本标准中的计算和测量是根据电流(ω=πf)正弦波形作出的。
电气绝缘材料的性能和用途电介质的用途
电介质一般被用在两个不同的方面:
用作电气回路元件的支撑,并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;
用作电容器介质。
影响介电性能的因素
下面分别讨论频率、温度、湿度和电气强度对介电性能的影响。
频率
因为只有少数材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很宽的频率范围内它们的εr和tanδ几乎是恒定的,且被用作工程电介质材料,然而一般的电介质材料必须在所使用的频率下测量其介质损耗因数和电容率。
电容率和介质损耗因数的变化是由于介质极化和电导而产生,重要的变化是极性分子引起的偶极子极化和材料的不均匀性导致的界面极化所引起的。
温度
损耗指数在一个频率下可以出现一个大值,这个频率值与电介质材料的温度有关。介质损耗因数和电容率的温度系数可以是正的或负的,这取决于在测量温度下的介质损耗指数大值位置。
湿度
极化的程度随水分的吸收量或电介质材料表面水膜的形成而增加,其结果使电容率、介质损耗因数和直流电导率增大。因此试验前和试验时对环境湿度进行控制是*的。
注:湿度的显著影响常常发生在1MHz以下及微波频率范围内。
电场强度
存在界面极化时,自由离子的数目随电场强度增大而增加,其损耗指数大值的大小和位置也随此而变。
在较高的频率下,只要电介质中不出现局部放电,电容率和介质损耗因数与电场强度无关。
7天
1年
安装调试现场免费培训
相关产品