無(wú)機(jī)材料的介電性能-資料下載頁(yè)
2025-05-15 09:20本頁(yè)面
【正文】 在真空中的平行平板式電容器兩極板上加交變電壓V=Voe i?t，電容上的電流與外電壓相差 90o的位相。 由 Q=CoV V=Q/Co=?Idt/Co I=CodV/dt 電容上的電流： Io=i?CoV 兩極板間充入非極性完全絕緣的材料， 電容上的電流： I=i?CV= i??rCoV= ?rIo 如果介質(zhì)有微弱的導(dǎo)電，則其中有一個(gè)與外加電壓相位相同的小電流（ I= i?CV+GV） 通過(guò) V i?CV 設(shè)電導(dǎo) G僅由自由電荷產(chǎn)生，則 : G=?S/d , 由于電容 : C=?l S/d 則電流密度 : j=(i??l + ?)E= ?*E= i??l* E 復(fù)電導(dǎo)率 ?* 的定義： ?*= i??l + ? 復(fù)介電常數(shù)的定義： ?l*= ?* / i?= ?l i ?/ ? 損耗角 ?的定義： tg?=損耗項(xiàng) /電容項(xiàng) =?/ ? ?l 得： ? = ? ?l tg? （ ?l tg? 僅與介質(zhì)有關(guān)） 損耗因子： ?l tg? （其大小作為絕緣材料的判據(jù)） ? 復(fù)介電常數(shù)的定義：的定義： 損耗項(xiàng)（（其大小作為絕緣材料的判據(jù)）復(fù)介電常數(shù)的定義：的定義： 損耗項(xiàng)（（其大小作為絕緣材料的判據(jù)）復(fù)介電常數(shù)的定義：的定義： 損耗項(xiàng)（（其大小作為絕緣材料的判據(jù)） 時(shí)間 介電松弛或弛豫 理想電介質(zhì) 實(shí)際電介質(zhì) V Q I V Q I 電荷累積與電流特性 極化強(qiáng)度隨時(shí)間變化的速率與其最終數(shù)值和某時(shí)刻實(shí)際值之差有以下關(guān)系： d(Pt－ Po)/dt=[(P?－ Po) － (Pt－ Po)]/? Pt－ Po=(P?－ Po) (1－ et/? ) 時(shí)間 P 理想 實(shí)際 Po P? 德拜公式： ?r(?)=??+[ ?(0) ??] /(1+i ??) ?r180。 = ??+[ ?(0) ??] /(1+ ?2?2) （ ?r(?)的實(shí)部） ?r180。180。 = [ ?(0) ??] ?? /(1+ ?2?2) （ ?r(?)的虛部） tg?=?r180。180。/ ?r180。 其中： ?(0) 低或靜態(tài)的相對(duì)介電常數(shù) ?? ???時(shí)的相對(duì)介電常數(shù) 德拜研究了電介質(zhì)的介電常數(shù) ?r180。 、反映介電損耗的 ?r180。180。、所加電場(chǎng)的角頻率及松弛時(shí)間間的關(guān)系。 1 10 ?? ?? ?(0) ?r180。180。 ?r180。 ??=1， ?r180。180。最大，大于或小于 1 時(shí)， ?r180。180。都小， 即：松弛時(shí)間和所加電場(chǎng)的頻率相比，較大時(shí)，偶極子來(lái)不及轉(zhuǎn)移定向， ?r180。180。就??；松弛時(shí)間比所加電場(chǎng)的頻率還要迅速， ?r180。180。也小。 根據(jù)物理學(xué)經(jīng)典振動(dòng)理論結(jié)果： ?r180。 =( ?o2 ?2) / [( ?o2 ?2) +b 2?2] ?r180。180。 = ?? / [( ?o2 + ?2) +b 2?2] 在離子極化與電子極化共振頻率處， ?r180。180。最大。 ?o ? ?r180。180。 ?r180。 其中： b為與振動(dòng)有關(guān)的衰減系數(shù) 損耗的原因：由于共振使電流與電壓同位相。 離子變形或振動(dòng)（共振吸收）損耗 空間電荷極化 松弛極化 離子極化 電子極化 工頻 聲頻 無(wú)線電 紅外 紫外 極 化 率 或 ? 極化率和介電常數(shù)與頻率的關(guān)系 考慮自由電荷與束縛電荷的松弛對(duì)介電常數(shù)的影響，復(fù)介電常數(shù)普通表達(dá)式： ?l*= ?l180。 i ?l180。180。 則： tg?=?l180。180。/ ?l180。 有： ?= ??ltg?? ? = ??l180。tg?= ? ?l180。180。 （ ?= ? ?l180。180。介質(zhì)的等效電導(dǎo)率） 介質(zhì)在電場(chǎng)中的破壞 介質(zhì)的擊穿：外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)某一臨界值時(shí)，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。 介電強(qiáng)度：相應(yīng)的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度。 熱擊穿 熱擊穿的本質(zhì)： 處于電場(chǎng)中的介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而受熱； 當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，散熱和發(fā)熱從平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入非平衡狀態(tài)，介質(zhì)的溫度將越來(lái)越高，直至出現(xiàn)永久性破壞。 介電強(qiáng)度 電擊穿 固體介質(zhì)電擊穿的碰撞電離理論： 在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，固體導(dǎo)帶中可能因冷或熱發(fā)射存在一些電子，這些電子被加速，獲得動(dòng)能； 高速電子與晶格振動(dòng)相互作用，把能量傳遞給晶格； 上述兩個(gè)過(guò)程在一定溫度和場(chǎng)強(qiáng)下平衡時(shí)，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導(dǎo)； 當(dāng)電子從電場(chǎng)中獲得能量大于傳遞給晶格振動(dòng)能量時(shí)，電子動(dòng)能越來(lái)越大； 大到一定值，電子與晶格振動(dòng)的相互作用導(dǎo)致電離產(chǎn)生新電子，使電子數(shù)目迅速增加，電導(dǎo)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生擊穿。
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