介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測試儀的主要測試方法

介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測試儀的主要測試方法介紹

介電特性是電介質(zhì)材料極其重要的性質(zhì)。在實際應(yīng)用中，電介質(zhì)材料的介電系數(shù)和介質(zhì)損耗是非常重要的參數(shù)。例如，制造電容器的材料要求介電系數(shù)盡量大，而介質(zhì)損耗盡量小。相反地，制造儀表絕緣器件的材料則要求介電系數(shù)和介質(zhì)損耗都盡量小。而在某些特殊情況下，則要求材料的介質(zhì)損耗較大。所以，通過測定介電常數(shù)（ε)及介質(zhì)損耗角正切（tgδ),可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)

1、介電常數(shù)（ε):某一電介質(zhì)（如硅酸鹽、高分子材料）組成的電容器在一定電壓作用下所得到的電容量Cx與同樣大小的介質(zhì)為真空的電容器的電容量Co之比值，被稱為該電介質(zhì)材料的相對介電常數(shù)

ε=Cx/Co

式中：Cx一電容器兩極板充滿介質(zhì)時的電容

Co一電容器兩極板為真空時的電容

ε一電容器兩極板為真空時的電容電容量增加的倍數(shù)，即相對介電常數(shù)
       介電常數(shù)的大小表示該介質(zhì)中空間電荷互相作用減弱的程度。作為高頻絕緣材料，要小，特別是用于高壓絕緣時。在制造高電容器時，則要求要大，特別是小型電容器。
       在絕緣技術(shù)中，特別是選擇絕緣材料或介質(zhì)貯能材料時，都需要考慮電介質(zhì)的介電常數(shù)。此外，由于介電常數(shù)取決于極化，而極化又取決于電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和分子運動的形式。所以，通過介電常數(shù)隨電場強(qiáng)度、頻率和溫度變化規(guī)律的研究，還可以推斷絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)。

2、介電損耗（tgδ):指電介質(zhì)材料在外電場作用下發(fā)熱而損耗的那部分能量。在直流電場作用下，介質(zhì)沒有周期性損耗，基本上是穩(wěn)態(tài)電流造成的損耗在交流電場作用下，介質(zhì)損耗除了穩(wěn)態(tài)電流損耗外，還有各種交流損耗。由于電場的頻繁轉(zhuǎn)向，電介質(zhì)中的損耗要比直流電場作用時大許多（有時達(dá)到幾千倍），因此介質(zhì)損耗通常是指交流損耗。
       在工程中，常將介電損耗用介質(zhì)損耗角正切tgδ來表示。tgδ是絕緣體的無效消耗的能量對有效輸入的比例，它表示材料在一周期內(nèi)熱功率損耗與貯存之比，是衠量材料損耗程度的物理量

tgδ=1/ωRC 

式中：
ω一電源角頻率；
R一并聯(lián)等效交流電阻；
C 一并聯(lián)等效交流電容器
       凡是體積電阻率小的，其介電損耗就大。介質(zhì)損耗對于用在高壓裝置高頻設(shè)備，特別是用在高壓、高頻等地方的材料和器件具有特別重要的意義，介質(zhì)損耗過大，不僅降低整機(jī)的性能，甚至?xí)斐山^緣材料的熱擊穿

3、Q值：tgδ的倒數(shù)稱為品質(zhì)因素，或稱Q值。Q值大，介電損失小，說明品質(zhì)好。所以在選用電介質(zhì)前，必須首先測定它們的和tgδ.而這兩者的測定是分不開的。通常測量材料介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的方法有二種：交流電橋法和Q表測量法，其中Q表測量法在測量時由于操作與計算比較簡便而廣泛采用。