第二章电介质损耗

第二章电介质损耗第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2.1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电介质的损耗第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2.1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）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）第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期四1．什么是电介质的损耗？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。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。第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2．什么是电导损耗？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第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期四3．什么是松弛极化损耗？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。复介电系数的定义：第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期四4．什么是谐振损耗?(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第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期四5．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阻尼谐振（2）解方程获得位移函数

（3）引入复极化率并计算复极化率与频率的关系第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期四（3）引入复极化率并计算复极化率与频率的关系（4）计算复折射率与频率之间的关系对气体第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期四第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期四6．什么是正常谐振色散？什么是反常谐振色散？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。第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2.2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些？（掌握）第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期四1．描述极化过程有哪些特征参数？（掌握）极化强度快极化强度瞬间极化松弛极化强度缓慢式极化稳定态松弛极化强度特征时间松弛极化时间常数加电场去电场第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2．描述电容器充放电过程的特征参数有哪些？（掌握）稳态电容快极化电容松弛极化电容第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期四稳态介电系数光频介电系数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极化电流吸收电流第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2.3实际电介质中的介质损耗1．如何求解实际电介质在交变电场中介质损耗（了解）2．随频率的变化，变化特征有哪些？（掌握）3．随温度的变化，变化特征有哪些？（掌握）4．复介电系数是如何随变化而变化的？（掌握）第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期四总极化强度：交变电场：极化强度随时间变化关系与电场同相滞后电场π/2第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期四位移极化电流:电流幅值:松弛极化电流无功电流有功电流极化电流第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期四2，电流关系位移极化、松弛极化、电导同时存在时等效电路及参数图松弛极化位移极化电导第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期四电流关系A，全电流I松弛极化电流I’B，实际有功电流Ia无功电流IrI’IIaIr实际有功电流Ia: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∞全电流松弛极化电流有功电流无功电流第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期四4、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第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期四图示:与温度的关系第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期四第二十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期四习题课后思考题：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。