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      介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀和電壓擊穿試驗(yàn)儀

      2013年10月29日 09:19:12人氣:1962來(lái)源:北京北廣精儀儀器設(shè)備有限公司

       

      介質(zhì)損耗(介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀)

                     北廣精儀公司專業(yè)銷售 電壓擊穿試驗(yàn)儀 ,介電常數(shù)

      介質(zhì)損耗測(cè)試儀,體積電阻率表面電阻率測(cè)試儀

       

      介質(zhì)損耗:絕緣材料在電場(chǎng)作用下,由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng),在其內(nèi)部引起的能量損耗。也叫介質(zhì)損失,簡(jiǎn)稱介損。在交變電場(chǎng)作用下,電介質(zhì)內(nèi)流過(guò)的電流相量和電壓相量之間的夾角(功率因數(shù)角Φ)的余角δ稱為介質(zhì)損耗角

      電介質(zhì)在交變電場(chǎng)作用下,所積累的電荷有兩種分量:(1)有功功率。一種為所消耗發(fā)熱的功率,又稱同相分量;(2)無(wú)功功率,又稱異相分量。同相分量與異相分量的比值(有功功率與無(wú)功功率的比值)即稱為介質(zhì)損耗正切值tanδ。

      tanδ=1/WCR(式中W為交變電場(chǎng)的角頻率;C為介質(zhì)電容;R為損耗電阻)。介電損耗角正切值是無(wú)量綱的物理量??捎媒橘|(zhì)損耗儀、電橋、Q表等測(cè)量。對(duì)一般陶瓷材料,介質(zhì)損耗角正切值越小越好,尤其是電容器陶瓷。僅僅只有衰減陶瓷是例外,要求具有較大的介質(zhì)損耗角正切值。橡膠的介電損耗主要來(lái)自橡膠分子偶極化。在橡膠作介電材料時(shí),介電損耗是不利的;在橡膠高頻硫化時(shí),介電損耗又是必要的,介質(zhì)損耗與材料的化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)、工作頻率、環(huán)境溫度和濕度、負(fù)荷大小和作用時(shí)間等許多因素有關(guān)。

      電介質(zhì)中在交變電場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)換成熱能的那部分能量。介質(zhì)損耗根據(jù)形成的機(jī)理可分為弛豫損耗、共振損耗和電導(dǎo)損耗。弛豫損耗和共振損耗分別與電介質(zhì)的弛豫極化和共振極化過(guò)程相,而電導(dǎo)損耗則與電介質(zhì)的電導(dǎo)相。

      弛豫損耗  當(dāng)交變電場(chǎng)E 改變其大小和方向時(shí),電介質(zhì)極化的大小和方向隨著改變。如電介質(zhì)為極性分子組成(極性電介質(zhì))或含有弱束縛離子(這類偶極子和離子極化由于熱運(yùn)動(dòng)造成,分別稱為偶極子和熱離子),轉(zhuǎn)向或位移極化需要一定時(shí)間(弛豫時(shí)間),電介質(zhì)極化與電場(chǎng)就產(chǎn)生了相位差,由這種相位差而產(chǎn)生了電介質(zhì)弛豫損耗Wg。如組成電介質(zhì)的極性分子和熱離子的弛豫時(shí)間τ比交變電場(chǎng)的周期T大得多,這些粒子就來(lái)不及建立極化,電介質(zhì)弛豫極化就很小。

      在低頻電場(chǎng)下,粒子的弛豫時(shí)間比T小得多,但由于單位時(shí)間改變方向的次數(shù)很小,電介質(zhì)的弛豫損耗也很小。當(dāng)交變電場(chǎng)頻率時(shí),介質(zhì)損耗具有極大值(見(jiàn)圖)。 介質(zhì)損耗 弛豫極化過(guò)程在含有極性分子和弱束縛離子的液體和固體電介質(zhì)中產(chǎn)生。

      對(duì)于含有極性基團(tuán)的高分子聚合物,極性基團(tuán)或一定長(zhǎng)度分子鏈亦可產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化形式的弛豫極化。液體電介質(zhì)的弛豫損耗與粘度有關(guān),對(duì)于極低粘度的水、酒精等極性電介質(zhì),弛豫損耗出現(xiàn)在厘米波段。弛豫損耗與溫度、電場(chǎng)頻率有關(guān)。

       共振損耗與電導(dǎo)損耗  對(duì)于電子的彈性位移極化和離子的彈性位移極化,電介質(zhì)可以看成是許多振子的集合,這些振子在電場(chǎng)作用下作受迫振動(dòng),并zui終以熱能方式損耗。當(dāng)電場(chǎng)頻率比振子頻率高得多或低得多時(shí),損失能量很少。

      只有當(dāng)電場(chǎng)頻率等于振子固有頻率(共振)時(shí),損失能量zui大,故稱電介質(zhì)共振損耗。對(duì)于電子的彈性位移極化,約在紫外頻率波段,而對(duì)于離子位移極化,約在紅外頻率波段。  

      實(shí)際電介質(zhì)均具有一定電導(dǎo),由于貫穿電導(dǎo)電流引起的電介質(zhì)損耗(焦耳損耗)稱為電介質(zhì)電導(dǎo)損耗,它與電場(chǎng)頻率無(wú)關(guān)。  介質(zhì)損耗因數(shù)  電介質(zhì)損耗與該電介質(zhì)無(wú)功功率之比值稱為電介質(zhì)損耗角正切 (tgδ),又稱介質(zhì)損耗因數(shù)。理想電介質(zhì)中電導(dǎo)損耗等于零,此時(shí)δ表示電位移D滯后電場(chǎng)強(qiáng)度E的角度。tgδ

      圖一

      圖一

      是用來(lái)衡量電介質(zhì)損耗大小、材料品質(zhì)的重要參數(shù),因?yàn)殡娊橘|(zhì)損耗W 可寫(xiě)成 圖一中公式:而單位體積電介質(zhì)損耗為圖二中公式:圖二

      圖二

      式中C為電介質(zhì)電容,u為外施電壓,ε0=8.85×10-12法/米,ε為電介質(zhì)常數(shù)。亦有用ε·tgδ乘積表示電介質(zhì)損耗的常數(shù),稱為介質(zhì)損耗常數(shù)。  

      電介質(zhì)損耗發(fā)熱消耗能量并可能引起電介質(zhì)的熱擊穿,因此在電絕緣技術(shù)中,特別是當(dāng)絕緣材料用于高電場(chǎng)強(qiáng)度或高頻的場(chǎng)合,應(yīng)盡可能采用tgδ較低的材料。但也有利用高頻(一般為0.3~300兆赫)介質(zhì)發(fā)熱來(lái)干燥材料(木材、紙、陶瓷等)、加工塑料以及膠粘木材等。利用電介質(zhì)加熱的優(yōu)點(diǎn)是加熱速度快、加熱均勻(介質(zhì)徹體發(fā)熱)、方便并能較易實(shí)現(xiàn)局部加熱等。

       

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