第二章__电介质损耗

2．随频率的变化，变化特征 有哪些？（掌握）
t P
3．随温度的变化，变化特征
Prm
有哪些？（掌握）
4．复介电系数是如何随 变化
P
而变化的？（掌握）
t
极化强度随时间变化关系 总极化强度：
交变电场： 与电场同相
滞后电场π/2
极化电流 位移极化电流:
电流幅值: 松弛极化电流
无功电流
有功电流
对气体
n&
1
1
20
N
e2 m
02
1
2

i
n&
1
1
20
N
e2 m
02
1
2

i
n
1
Ne 2
20m
(02
02 2 2 )2
22
k

Ne 2
20m
(02
2 )2

22
n 1
k

6．什么是正常谐振色散？什么是反常谐振色散？
极板快极化电荷密度
极板松弛极化电荷密度 极板电荷密度
r
r r 0(S )E

极化电流 吸收电流
ir
Ad
dt ia
Ad
dt
0E P
2.3 实际电介质中的介质损耗
E
1．如何求解实际电介质在交 变电场中介质损耗 （了解）
主要危害 引起线路信号附加衰减 破坏元器件正常工作直至实效。
损耗类型有 电导损耗 松弛极化损耗 谐振损耗。
2．什么是电导损耗？在交变电场作用下常用什么参数来描述电 导损耗？（掌握）
由电介质中的载流子在电场作用下作定向漂移形
成传导电流，这部分电流以热的形式消耗掉，称
为电导损耗。 损耗功率 单位体积损耗功率 损耗角正切
p ( gi )E2
1/ 3 1
1 2

s /

tan g gi 0 r 0
r
p
tan
P
s
tan
s
1 1 上升最快

3
ห้องสมุดไป่ตู้
增加的方向
0
ekT
图示:
与温度的关系
T T .
习题
课后思考题： 第2题：在交变电场作用下，实际电介质的介电系数
为什么要用复数介电系数来描述。 产生电介质损耗的主要原因有哪些？各有那些特点？ 试叙述德拜弛豫复介电常数 的实部 和虚部 在一定
频率下的温度特性。 第3题：介质的德拜方程为ε=ε∞+(εs-ε∞)/(1+iωτ)回答
下列问题： （1）给出ε`和ε``的频率关系式； （2）给出ε``和tgδ的极值频率。
2，电流关系
位移极化、松弛极化、电导同时存在时
i
电导
松弛极化
I ap
u
iR
i
iaq
iap
I aq
I

位移极化
等效图 电3-路13 及参数图
IR I
U
电流关系
无功电流
A，全电流I 松弛极化电流I’
I
r
B，实际有功电流Ia 无功电流Ir
有功电流
Ia
I’ I 全电流
松弛极化电流
实际有功电流Ia:
第二章 电介质的损耗
复习课
电介质的损耗
2.1 电介质损耗的基本概念 2.2 极化过程的建立和吸收电流 2.3 实际电介质中的介质损耗
2.1 电介质损耗的基本概念
1．什么是电介质的损耗？它有哪些危害和类型？ （掌握）
2．什么是电导损耗？在交变电场作用下常用什么 参数来描述电导损耗？（掌握）
n& n ik
n2 k2
2nk
5．如何讨论研究谐振色散规律？（了解）
（1）建电子运动方程
无阻尼谐振
m
d 2 X& dt 2

eE&e

KX&
阻尼谐振
m
d 2 X& dt 2

eE&e KX& m
dX& dt
（2）解方程获得位移函数

X&
e m
些？（掌握）
1．描述极化过程有哪些特征参数？（掌握）
极化强度 P(t )
快极化强度 P(t ) 瞬间极化
松弛极化强度 Pr (t ) 缓慢式极化
稳定态松弛极化强度 Prm
特征时间
松弛极化时间常数
加电场
P (t ) P(t ) Pr (t ) P(t ) Prm (1 e t / )
松弛有功电流Ira
传导有功电流IR
无功电流Ir:
松弛极化的容性充电电流Irr
介质的纯容性充电电流I ∞
4、交变电场下电介质的动态介电常数 介质损耗
介质损耗角正切
与频率 温度 的关系
r，tan，P
r
tan 0 s
0 E2
此时P上升速度最快
( s ) / 2 r
去电场
P (t ) Prme t /
2．描述电容器充放电过程的特征参数有哪些？ （掌握）
稳态电容 C
快极化电容 C
松弛极化电容 Cr
C 0S A
d
C

0 A
d
C C Cr
稳态介电系数 s 光频介电系数
P 0( 1)E Pr 0(S )E P 0(S 1)E
3．什么是松弛极化损耗？什么是复介电常数？ （掌握）
4．什么是谐振损耗?(色散与吸收)（掌握） 5．如何讨论研究谐振色散规律？（了解） 6．什么是正常谐振色散？什么是反常谐振色散？
（掌握）
1．什么是电介质的损耗？它有哪些危害和类型？
电介质在外场作用下，将一部分电能转变成热能 的物理过程，称为电介质的损耗。
复介电系数的定义：
&
D& E&




i

4．什么是谐振损耗?(色散与吸收)
介电系数随频率的增加而减少的现象，称为色散。
在色散过程中，介质与入射光发生共振吸收将电场 能量转换为介质的热能，此过程称为谐振损耗。
损耗因数随频率的变化关系曲线称为谐振吸收曲线。
谐振损耗发生在红外及更高的光频范围内，因此采 用折射率研究其损耗规律比介电系数更为方便，由 于有损耗的过程中介电系数为复数，折射率也为复 数，其复折射率的定义为
02

1
2

i
E&e
（3）引入复极化率并计算复极化率与频率的关系
&
E&&
e2 m
02
1
2

i
（3）引入复极化率并计算复极化率与频率的关系
&
E&&
e2 m
02
1
2

i
（4）计算复折射率与频率之间的关系
n&2 1 N& N e2
1
n&2 2 30 30 m 02 2 i
W IV cos IV sin
W I 2R
W (A E )2 d E 2Ad PAd A
I&
I&C

I&R

(iC

1 R
)V&
W IV cos
W /W IR /IC tan
3．什么是松弛极化损耗？什么是复介电常数？
当外电场频率较高，致使电介质极化强度P 滞后于外加电场强度，从而消耗的电能称 为松弛极化损耗。
在谐振点以外较 远的区域随频率 的增加，折射率 增大，称为正常 色散。
反之在其附近区 域随频率的增加 折射率减小称为 反常色散。
在反常色散区， 吸收（损耗）是 明显的。
n 1
k

2.2 极化过程的建立和吸收
1．描述极化过程有哪些特征参数？（掌握） 2．描述电容器充放电过程的特征参数有哪