0 介质损耗和介电常数测量实验 介电特性是电介质材料极其重要的性质
在实际应用中,电介质材料的介电系数和介质损耗是非常重要的参数
例如,制造电容器的材料要求介电系数尽量大,而介质损耗尽量小
相反地,制造仪表绝缘器件的材料则要求介电系数和介质损耗都尽量小
而在某些特殊情况下,则要求材料的介质损耗较大
所以,通过测定介电常数()及介质损耗角正切(tg),可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素,为提高材料的性能提供依据
一、实验目的 1、探讨介质极化与介电常数、介质损耗的关系; 2、了解高频 Q 表的工作原理; 3、掌握室温下用高频 Q 表测定材料的介电常数和介质损耗角正切值
二、实验原理 按照物质电结构的观点,任何物质都是由不同的电荷构成,而在电介质中存在原子、分子和离子等
当固体电介质置于电场中后会显示出一定的极性,这个过程称为极化
对不同的材料、温度和频率,各种极化过程的影响不同
1、介电常数():某一电介质(如硅酸盐、高分子材料)组成的电容器在一定电压作用下所得到的电容量 Cx 与同样大小的介质为真空的电容器的电容量 Co 之比值,被称为该电介质材料的相对介电常数
oxCC 式中:Cx —电容器两极板充满介质时的电容; 1 C —电容器两极板为真空时的电容; —电容量增加的倍数,即相对介电常数 介电常数的大小表示该介质中空间电荷互相作用减弱的程度
作为高频绝缘材料,要小,特别是用于高压绝缘时
在制造高电容器时,则要求要大,特别是小型电容器
在绝缘技术中,特别是选择绝缘材料或介质贮能材料时,都需要考虑电介质的介电常数
此外,由于介电常数取决于极化,而极化又取决于电介质的分子结构和分子运动的形式
所以,通过介电常数随电场强度、频率和温度变化规律的研究,还可以推断绝缘材料的分子结构
2.介电损耗(tg):指电介质材料在外电场作用下发热