介电性能的测量原理.ppt
d D12
管状试样
r2110Cx lnrL2r10.0181012C Lxlnrr1 2
介质损耗角正切(tanδ)的测定
通过测量试样的等效参数经计算求得,也 可在仪器上直接读取。
工频、音频下一般都采用电桥法测量,高 电压时采用西林电桥法。
西林电桥法
电桥平衡时
tanC4R4
CxCNR R4 3 1tan2CNR R4 3
C N ——标准电容 C 4 ——可调电容 R 4 ——固定电阻 R 3 ——可调电阻
当频率为几十千赫到几百兆赫范围时,可用 集总参数的谐振法进行测量,如图所示
击穿电场强度测定
绝缘材料的击穿电场强度以平均击穿电场强
度
E
表示
B
EB
uB d
u B ——击穿电压
d ——试样的平均厚度
击穿电压可用静电电压表、电压互感器、放电球隙 等仪器并联于试样两端直接测出。
击穿电压很高时,需采用电容分压器。
冲击电压下的击穿电场强度测试,一般用冲击电压发 生器产生的标准冲击电压施加于试样,逐渐升高冲击电 压的峰值直至击穿。
冲击电压可用50%球隙放电法,也可用阻容分压器加 上脉冲示波器或峰值电压表测量。
9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。 2020/12/102020/12/10Thursday, December 10, 2020
谐振回路法
测量范围:40KHZ~200MHZ
测量原理: 依据谐振回路的谐振特性进行测量的。根 据谐振时角频率ω与回路的电感、电容之间 的特定关系式,求得Cx和tanδX。
阻抗矢量法
测量范围:0.01HZ~200MHZ
测量原理: 通过矢量电压一电流的比值的测量来确
定复阻抗的,进而获得网络、元件或材料 的有关参数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ介质击穿形式分类
①热击穿 ②电击穿 ③电化学击穿
不均匀介质中的电压分配 内电离 表面放电和边缘击穿
介电性能的测量方法
依据所测量的基本原理可分为三大类
①电桥法 ②谐振回路法 ③阻抗矢量法
电桥法
测量范围:0.01HZ~150MHZ
测量原理: 根据电桥平衡时两对边阻抗乘积相等,从 而来确定被测电容器或介质材料试样的 CX和tanX。
介电性能测试主要内容 简介
介电性能测试内容主要包括 ⑴绝缘电阻率 ⑵相对介电常数 ⑶介质损耗角正切 ⑷击穿电场强度
绝缘电阻率测试
绝缘电阻率测试通常采用三电极系统,可以分别测出试 样的体积电阻率ρv和表面电阻率ρs,测量电路图如下图所 示。
体积电阻率测试线路图
表面电阻测量线路图
平板试样
v
=
u Iv
tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率;C 为介质电容;R为损耗电阻)。
tan是频率的函数,是电介质的自身属性,与试样的大 小和形状无关。可以和介电常数同时测量,用介质损耗 仪、电桥、Q表等测量。
电导时tan与频率ω的关系
介电损耗的形式
电介质在电场作用下,内部通过的电流包括: (1)电容电流:由样品的几何电容充电引起电流(位 移电流); (2)吸收电流:由松弛极化引起,是介质在交变电压 作用下引起介质损耗的主要来源; (3)漏电电流:由介质电导引起,与自由电荷有关, 使介质产生电导损耗。
电介质在电场作用下具体损耗的能量主要包括:
⑴极化损耗:在外电场中各种介质极化的建立引起了 电流,此电流与极化松弛等有关,引起的损耗称为极 化损耗。
⑵电导损耗:在电场作用下,导电载流子做定向漂移, 形成传导电流,电流大小由介质本身性质决定,这部 分传导电流以热的形式消耗掉,称之为电导损耗。
⑶电离损耗和结构损耗
介电性能的测量原理
介电性能的测量原理
介电常数 介质损耗 击穿电场强度 测量方法 测试内容
介电性能定义:
介电性能是指在电场作用下,表现出对静电 能的储蓄和损耗的性质,通常用介电常数和 介质损耗来表示.
介电常数 dielectric constant
定义:
介电常数,又称电容率(permittivity ),是电位移D与电 场强度E之比ε= D/E ,其单位为F/m 。 介电常数小的电介质,其分子为非极性或弱极性结构, 介电常数大的电介质,其分子为极性或强极性结构。
击穿电场强度
一般外电场不太强时,电介质只被极化,不影响其绝缘 性能。
当其处在很强的外电场中时,电介质分子的正负电荷中 心被拉开,甚至脱离约束而成为自由电荷,电介质变为导 电材料。当施加在电介质上的电压增大到一定值时,使电 介质失去绝缘性的现象称为击穿(breakdown)。
外加电场强度超过某一临界值时,介质由介电状态变为 导电状态的现象。
介电常数是表征电介质的最基本的参量,是衡量电介 质在电场下的极化行为或储存电荷能力的参数。
电介质电容、介电常数
真空电容 C0=Q0/V=0s/d
电介质电容 C=Q/V=ros/d
相对介电常数 εr = C/C0
基本公式
平行板电容器
Dielectric
Co = Q/V = oA/d
C = A/d
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2020/12/102020/12/102020/12/1012/10/2020 1:55:48 PM 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。2020/12/102020/12/102020/12/10Dec-2010-Dec-20 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。2020/12/102020/12/102020/12/10Thursday, December 10, 2020 13、志不立,天下无可成之事。2020/12/102020/12/102020/12/102020/12/1012/10/2020
D1 g2
4d
s
u IS
2
ln D 2 D1
管状试样
v
=
u 2 L
I v ln
r2 r1
g
s
u IS
2 r2
g
电极材料可用粘贴铝箔、导电橡皮、真空镀铝、胶体石墨等
相对介电常数(εr)测试
相对介电常数通常是通过测量试样与电极组成 的电容、试样厚度和电极尺寸求得。
平板试样
r 0.1441012Cx
r= /o
介电损耗 Dielectric loss
定义:
介质的介电损耗是指电介质在单位时间内每 单位体积中将电能转换为热能而损耗的能量。
电介质的介电损耗一般用损耗角正切tan 表 示,并定义为:
tan介 质 损 耗 的 无 功 功 率 功 ( 率 即 有 功 功 率 )
同时,介电损耗也是表示绝缘材料(如绝缘油 料)质量的指标之一。介电损耗愈小,绝缘材料的 质量愈好,绝缘性能也愈好。