极化弛豫和介电损耗
- 格式:ppt
- 大小:503.00 KB
- 文档页数:37
电介质的损耗
电介质损耗是电介质(绝缘体)在电场中发生能量损耗的现象。
这种损耗通常与电介质的分子结构、电场频率、温度等因素有关。
以下是一些影响电介质损耗的主要因素以及一些与电介质损耗相关的重要概念:
1.电介质极化:
•电介质在外电场的作用下会发生极化,分为定向极化和非定向极化。
极化过程中,电介质内的分子会受到电场力的
影响而发生相对位移,从而导致损耗。
2.介电损耗:
•介电损耗是电介质中由于分子摩擦、离子运动等引起的能量损耗。
这种损耗通常表现为电介质的电导率增加和功率
因数减小。
3.频率效应:
•电介质损耗通常随着电场频率的增加而增加。
这是因为在高频条件下,电介质分子无法迅速跟随电场的变化,导致
相对于电场的滞后,产生能量损耗。
4.温度效应:
•温度升高通常会增加电介质损耗,因为高温会增加分子运动,增加摩擦和碰撞,导致能量耗散。
5.材料的选择:
•不同的电介质材料对电介质损耗的敏感性不同。
选择合适
的电介质材料对于特定应用中损耗的控制至关重要。
6.电介质的种类:
•不同种类的电介质在电场中的行为有所不同,例如,有机电介质和无机电介质的损耗特性可能有差异。
7.电场强度:
•电介质损耗通常与电场强度有关。
在较大的电场强度下,电介质分子可能经历更大的变形和摩擦,导致更高的损耗。
在电子设备、电力系统和电容器等应用中,对电介质损耗的控制非常重要,因为它可以影响设备的性能和效率。
设计和选择合适的电介质材料以及了解各种影响因素对于减小电介质损耗具有实际意义。
电子科技大学School of Micro •扩大用户容量,就必须提高载波频率。
这样,就将移动通信逐步推上了微波频段。
为此需要开发一系列适合于微波范围内具有高性能、高可靠性工作特性的电子材料与元器件。
•中等εr 和Q值的MWDC:主要是以BaTi4O9,Ba2Ti9O20和(Zr、Sn)TiO4等为基的MWDC 材料。
其εr≈40,Q=(6~9)×10下),τf ≤5ppm/°C。
主要用于微波军用雷达及微波通信系统中作为介质谐振器件。
机中作为介质谐振器件。
对于主要用作选频谐振器件的MWDC ,要求εr tg δ小(以保证优良的选频性)好等于2αl ,以τf (=-αl-αε2,式中α胀系数和介质常数的温度系数器件的热稳定性。
E 、P建立,极化机理与静电场极化相同。
极化强度可表示为:P ∞P =联系离子数单位体积内弱n离子振动频率 ν=0qn=P达到动态平衡时,极化从2位向1位移动的离δ⋅⋅Δ⎢⎢⎣⎡⋅ν⎢⎢⎣⎡⋅νΔΔ-eee令-eee=-kTUkTU-kT-kTUkTU-E e 1kT12nq e 16nxn t⋅−δ=−≈Δ∴τ−τ−)()(有关,与,,、表示极化快慢的常数电介质松弛极化的时间—的物理意义:、,U T P n 3e 212P P t r kTU rmr Δτ−τν=τττ=∞→能量,这一物理现象称为介质损耗。
T W =损耗能量的一般表达式为:为介质的体积为介质的电导率V VE d E d SRγγγ⋅=⋅⋅⋅=22)(I I I t I rrm m rrm m ωωcos cos cos +=+=∞∞)(无功电流,超前电压π/2无功电流,超前电压π/2δω=δ⋅⋅=⋅=ϕ⋅=tg CU tg Ir U Ia U cos I U W 2电介质的损耗可用损耗角正切电介质的损耗可用损耗角正切I ∞IUϕδ在交变电场下:ε′′−ε′=ε−δε=ε=ε=εj j cos E D E Dm0m 0* Ej +ε′ω=无功电流无功电流E 2W ε′′ω=介质损耗用时间的增加而增加,这种现象称为弛豫现象。