介電常數與介質損耗測試儀的主要測試方法

介電常數與介質損耗測試儀的主要測試方法介紹

介電特性是電介質材料極其重要的性質。在實際應用中，電介質材料的介電系數和介質損耗是非常重要的參數。例如，制造電容器的材料要求介電系數盡量大，而介質損耗盡量小。相反地，制造儀表絕緣器件的材料則要求介電系數和介質損耗都盡量小。而在某些特殊情況下，則要求材料的介質損耗較大。所以，通過測定介電常數（ε)及介質損耗角正切（tgδ),可進一步了解影響介質損耗和介電常數的各種因素，為提高材料的性能提供依據

1、介電常數（ε):某一電介質（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與同樣大小的介質為真空的電容器的電容量Co之比值，被稱為該電介質材料的相對介電常數

ε=Cx/Co

式中：Cx一電容器兩極板充滿介質時的電容

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，即相對介電常數
       介電常數的大小表示該介質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。
       在絕緣技術中，特別是選擇絕緣材料或介質貯能材料時，都需要考慮電介質的介電常數。此外，由于介電常數取決于極化，而極化又取決于電介質的分子結構和分子運動的形式。所以，通過介電常數隨電場強度、頻率和溫度變化規律的研究，還可以推斷絕緣材料的分子結構。

2、介電損耗（tgδ):指電介質材料在外電場作用下發熱而損耗的那部分能量。在直流電場作用下，介質沒有周期性損耗，基本上是穩態電流造成的損耗在交流電場作用下，介質損耗除了穩態電流損耗外，還有各種交流損耗。由于電場的頻繁轉向，電介質中的損耗要比直流電場作用時大許多（有時達到幾千倍），因此介質損耗通常是指交流損耗。
       在工程中，常將介電損耗用介質損耗角正切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一并聯等效交流電阻；
C 一并聯等效交流電容器
       凡是體積電阻率小的，其介電損耗就大。介質損耗對于用在高壓裝置高頻設備，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，介質損耗過大，不僅降低整機的性能，甚至會造成絕緣材料的熱擊穿

3、Q值：tgδ的倒數稱為品質因素，或稱Q值。Q值大，介電損失小，說明品質好。所以在選用電介質前，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和介質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。