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介電常數(shù)與耗散因數(shù)間的關(guān)系說明

更新時(shí)間:2025-11-24      點(diǎn)擊次數(shù):390

       介電常數(shù)又稱電容率或相對(duì)電容率,是表征電介質(zhì)或絕緣材料電性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù),常用ε表示。介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場(chǎng),原外加電場(chǎng)(真空中)與最終介質(zhì)中電場(chǎng)比值即為介電常數(shù)。其表示電介質(zhì)在電場(chǎng)中貯存靜電能的相對(duì)能力,例如一個(gè)電容板中充入介電常數(shù)為ε的物質(zhì)后可使其電容變大ε倍。介電常數(shù)愈小絕緣性愈好。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場(chǎng)中,場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。介電常數(shù)還用來表示介質(zhì)的極化程度,宏觀的介電常數(shù)的大小,反應(yīng)了微觀的極化現(xiàn)象的強(qiáng)弱。氣體電介質(zhì)的極化現(xiàn)象比較弱,各種氣體的相對(duì)介電常數(shù)都接近1,液體、固體的介電常數(shù)則各不相同,而且介電常數(shù)還與溫度、電源頻率有關(guān)有些物質(zhì)介電常數(shù)具有復(fù)數(shù)形式,其實(shí)部即為介電常數(shù),虛數(shù)部分常稱為耗散因數(shù)。

  通常將耗散因數(shù)與介電常數(shù)之比稱作耗散角正切,其可表示材料與微波的耦合能力,耗散角正切值越大,材料與微波的耦合能力就越強(qiáng)。例如當(dāng)電磁波穿過電解質(zhì)時(shí),波的速度被減小,波長(zhǎng)也變短了。

  介質(zhì)損耗是指置于交流電場(chǎng)中的介質(zhì),以內(nèi)部發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來的能量損耗。介質(zhì)損耗角是指對(duì)介質(zhì)施加交流電壓時(shí),介質(zhì)內(nèi)部流過的電流相量與電壓向量之間的夾角的余角。介質(zhì)損耗角正切是對(duì)電介質(zhì)施加正弦波電壓時(shí),外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角δ的正切值--tgδ.其物理意義是:每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量//每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)存儲(chǔ)的能量。

  介電損耗角正切常用來表征介質(zhì)的介電損耗。介電損耗是指電介質(zhì)在交變電場(chǎng)中,由于消耗部分電能而使電介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象。原因是電介質(zhì)中含有能導(dǎo)電的載流子,在外加電場(chǎng)作用下,產(chǎn)生導(dǎo)電電流,消耗掉一部分電能,轉(zhuǎn)為熱能。任何電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下都有能量損耗,包括由電導(dǎo)引起的損耗和由某些極化過程引起的損耗。


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