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介電損耗機理
閱讀：2574發(fā)布時間：2023-4-10
介電損耗：
在交變電場中，電介質極化所產生的偶極距將隨電場方向的變化而改變方向，構成偶極距的帶電微?；驑O性分子則須隨之移動位置或轉動方向。這種移動或者轉動都會與周圍物質產生作用一需克服與周圍物質間的摩擦力而做功、發(fā)熱，這部分使電介質發(fā)熱所損耗的電能稱為介電損耗。無論是直流電場還是交流電場，介電損耗都會發(fā)生。在直流電場下，主要表現為電導損耗，由漏導電流產生。在交變電場中，電介質除了漏導電流產生的損耗外，還有交變極化引起的損耗及結構不均勻引起的損耗。由于交變電場轉變頻繁，電介質的極化損耗一般比漏導損耗大，通常用損耗角正切來表示，tanδ。
根據損耗形成機理，介電損耗主要分為以下幾種：
1)電導損耗
實際應用中的電介質材料都不是理想的絕緣材料，介質中總會存在少量的載流子，在外電場的作用下，載流子在兩個電極之間形成定向移動會引起微弱的電流一漏導電流，漏導電流引起的介電損耗被稱為電導損耗yob。因為所有的電介質材料中都會或多或少存在載流子，所有電介質材料都表現出電導損耗，并且電介質材料的絕緣性能越差，載流子的定向移動越容易，形成的漏導電流越大，電導損耗值也就越大。
2)極化損耗
電介質材料在電場作用下發(fā)生極化過程時，偶極極化和空間電荷極化的建立過程要克服一定阻力，從而伴隨一定的能量損耗，這類介電損耗被稱為極化損耗。極化損耗與外加交變電場的頻率變化有關，外加電場頻率較低時，一般可認為不產生極化損耗，隨著外加電場頻率的提高，偶極距或者空間電荷的極化過程跟不上頻率的變化，極化與頻率變化不能同步，開始出現極化損耗，外加電場頻率繼續(xù)升高，偶極距或者空間電荷全無法做出響應，極化損耗又會表現出減小的趨勢。
3)電離損耗
電離損耗是介電材料在外加強電場作用下發(fā)生失去電子的電離時發(fā)生的，因為電離過程在特定時間內是不可逆過程，需要消耗一定的電能而產生損耗。通常情況下，電離損耗是由固體介電物質中的氣體電離引起的，當含有易電離氣體的固體介電物質內部局域電場強度超過其他電離所需要的強度時，氣體將發(fā)生電離而產生能量損耗，絕緣物質的這種電離損耗往往是造成介電擊穿的重要原因之一。
4)結構損耗
如果電介質材料內部結構不均一，那么在極化過程中電介質內部的電場強度也會不均勻，內部電場強度不均一會使得微觀偶極子的受力不均勻，由此帶來的能量損耗稱為結構損耗。
對絕緣材料或者做電容器的電介質材料來說，介電損耗大不僅引起介質材料本身發(fā)熱，影響其使用機能，還會加速材料老化，減少材料壽命，因此要求越小越好。
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