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介質(zhì)損耗測試儀的種類

 介質(zhì)損耗測試儀的種類:
 電介質(zhì)在交變電場作用下,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)無功功率,又稱異相分量。異相分量與同相分量的比值即稱為介質(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量綱的物理量。可用介質(zhì)損耗儀、電橋、Q表等測量。對一般陶瓷材料,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程相聯(lián)系,而電導(dǎo)損耗則與電介質(zhì)的電導(dǎo)相聯(lián)系。

  弛豫損耗 當(dāng)交變電場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比交變電場的周期T大得多,這些粒子就來不及建立極化,電介質(zhì)弛豫極化就很小。在低頻電場下,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)交變電場頻率時(shí),介質(zhì)損耗具有極大值(見圖)。 介質(zhì)損耗 弛豫極化過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。對于含有極性基團(tuán)的高分子聚合物,極性基團(tuán)或一定長度分子鏈亦可產(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、電場頻率有關(guān)。 共振損耗與電導(dǎo)損耗 對于電子彈性位移極化和離子彈性位移極化,電介質(zhì)可以看成是許多振子的集合,這些振子在電場作用下作受迫振動,并*終以熱能方式損耗。當(dāng)電場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)電場頻率等于振子固有頻率(共振)時(shí),損失能量*大,故稱電介質(zhì)共振損耗。對于電子彈性位移極化,約在紫外頻率波段,而對于離子位移極化,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,它與電場頻率無關(guān)。 介質(zhì)損耗因數(shù) 電介質(zhì)損耗與該電介質(zhì)無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滯后電場強(qiáng)度E的角度

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