介质损耗的表征方法

介质损耗的表征方法

有关介质的损耗描述方法有多种，哪一种描述方法比较方便，需根据用途而定。

1、介质损耗角δ

在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。 简称介损角

2、介质损耗正切值tgδ

又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下

这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。

损耗角正切：

复介电常数

1）复介电常数的含义

电极化的基本过程有三：

①原子核外电子云的畸变极化；

②分子中正、负离子的（相对）位移极化；

③分子固有电矩的转向极化。

在外界电场作用下，介质的介电常数 ε是综合地反映这三种微观过程的宏观物理量；它是频率 ω的函数ε(ω)。

低频极化

只当频率为零或频率很低（例如1千赫）时,三种微观过程都参与作用，这时的介电常数ε(0)对于一定的电介质而言是个常数，通称为介电常数，这也就是静电介电常数εs或低频介电常数。

中频极化

随着频率的增加，分子固有电矩的转向极化逐渐落后于外场的变化，这时，介电常数取复数形式ε(ω)＝ε′(ω)-jε″(ω)，其中虚部ε″(ω)代表介质损耗；它是由于电极化过程追随不上外场的变化而引起的。

实部随着·频率的增加而显著下降，虚部出现峰值。

高频极化

频率再增加，实部ε′(ω)降至新值，虚部ε″(ω)变为零，这表示分子固有电矩的转向极化已不能响应了。

当频率进入到红外区，分子中正、负离子电矩的振动频率与外场发生共振时，实部ε′(ω)先突然增加，随即陡然下降,ε″(ω)又出现峰值；

过此以后，正、负离子的位移极化亦不起作用了。 

2）漏导复介电常数：

复介电常数:

损耗角正切

ε’和ε"是依赖于频率的量

介质的损耗由复介电常数的虚部引起，通常电容电流由实部引起，相当于实际测得介电常数。

2）极化损耗的复介电常数

交变电场作用下的P(t)为：

A.极化损耗复介电常数

B.极化损耗复介电常数含义：

D.复介电常数的德拜表达式

其中： (0) -----低或静态的相对介电常数

              ------ 时的相对介电常数

4、介质损耗功率

1）直流电压下    PW=IU=GU2             G为介质的电导,单位为西门子(S)。

定义单位体积的介质损耗为介质损耗功率p，

V为介质体积，σ为纯自由电荷产生的电导率(S/m)。

在一定的直流电场下，介质损耗率取决于材料的电导率