介質(zhì)損耗的影響因素有哪些？

介質(zhì)損耗的影響因素有哪些？

1、頻率的影響：

1）當(dāng)外加電場(chǎng)頻率很低，即ω→0時(shí)，介質(zhì)的各種極化都能跟上外加電場(chǎng)的變化，此時(shí)不存在極化損耗，介電常數(shù)達(dá)最大值。

介電損耗主要由電導(dǎo)損耗引起，PW和頻率無(wú)關(guān)。tgδ=σ/ωε，則當(dāng)ω→0時(shí)，tgδ→∞。隨著ω的升高，tgδ減小。

2）當(dāng)外加電場(chǎng)頻率逐漸升高時(shí)，松弛極化在某一頻率開始跟不上外電場(chǎng)的變化，松弛極化對(duì)介電常數(shù)的貢獻(xiàn)逐漸減小，因而εr隨ω升高而減少。

在這一頻率范圍內(nèi)，由于ωτ<<1，故tgδ隨ω升高而增大，同時(shí)Pw也增大。

3)當(dāng)ω很高時(shí)，εr→ε∞，介電常數(shù)僅由位移極化決定，εr趨于最小值。此時(shí)由于ωτ>>1，此時(shí)tgδ隨ω升高而減小。ω→∞時(shí)，tgδ→0。

2.溫度的影響

溫度對(duì)松弛極化產(chǎn)生影響，因而P，ε和tgδ與溫度關(guān)系很大。松弛極化隨溫度升高而增加，離子間易發(fā)生移動(dòng)，松弛時(shí)間常數(shù)τ減小。

（1）當(dāng)溫度很低時(shí),τ較大,由德拜關(guān)系式可知,εr較小，tgδ也較小

在此溫度范圍內(nèi)，隨溫度上升，τ減小，εr、tgδ和PW上升。

(2)當(dāng)溫度較高時(shí)，大于Tm，τ較小，此時(shí)

在此溫度范圍內(nèi)，隨溫度上升，τ減小，tgδ減小。PW主要決定于極化過(guò)程， PW也隨溫度上升而減小。

（3）當(dāng)溫度繼續(xù)升高，達(dá)到很大值時(shí)，離子熱運(yùn)動(dòng)能量很大，離子在電場(chǎng)作用下的定向遷移受到熱運(yùn)動(dòng)的阻礙，因而極化減弱，εr下降。

電導(dǎo)損耗劇烈上升，tgδ也隨溫度上升急劇上升。

3.濕度的影響

介質(zhì)吸潮后，介電常數(shù)會(huì)增加，但比電導(dǎo)的增加要慢，由于電導(dǎo)損耗增大以及松馳極化損耗增加，而使tgδ增大。

對(duì)于極性電介質(zhì)或多孔材料來(lái)說(shuō)，這種影響特別突出，如，紙內(nèi)水分含量從4％增加到10％時(shí)，其tgδ可增加100倍。 

四、介電損耗的應(yīng)用

當(dāng)絕緣材料用于高電場(chǎng)強(qiáng)度或高頻的場(chǎng)合，應(yīng)盡量采用介質(zhì)損耗因數(shù)（即電介質(zhì)損耗角正切tgδ，它是電介質(zhì)損耗與該電介質(zhì)無(wú)功功率之比）較低的材料。

電介質(zhì)損耗用作一種電加熱手段，即利用高頻電場(chǎng)（一般為0.3～300兆赫） 對(duì)電介質(zhì)損耗大的材料（如木材、紙、陶瓷等）進(jìn)行加熱。頻率高于 300兆赫時(shí) ，達(dá)到微波波段 ，即為微波加熱（ 家用微波爐即據(jù)此原理）。

結(jié)論：

  總之，介質(zhì)損耗是介質(zhì)的電導(dǎo)和松弛極化引起的電導(dǎo)和極化過(guò)程中帶電質(zhì)點(diǎn)（弱束縛電子和弱聯(lián)系離子，并包括空穴和缺位）移動(dòng)時(shí)，將它在電場(chǎng)中所吸收的能量部分地傳給周圍“分子"，使電磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺肿?的熱振動(dòng)，能量消耗在使電介質(zhì)發(fā)熱效應(yīng)上。