
【电】 ***lectric loss angle
medium
【计】 M
【化】 medium
【医】 excitatory transmitter; media; mediator; medium; neurogen; transmitter
【电】 loss angle
介质损失角(Dielectric Loss Angle),又称损耗角正切(tan δ),是表征电介质材料在交变电场中能量损耗程度的关键参数。其定义为介质中有功功率(损耗功率)与无功功率(存储功率)之比的正切值,即:
$$ tan delta = frac{text{有功功率 } (P_{text{loss}})}{text{无功功率 } (Q)} $$
物理意义
介质损失角反映电介质在电场作用下,因极化弛豫、电导等因素将部分电能转化为热能的效率。δ 是总电流与电容电流之间的相位差角,tan δ 值越大,表明介质损耗越高,绝缘性能越差。理想绝缘体的 tan δ 趋近于零。
工程应用价值
测量标准
常用西林电桥(Schering Bridge)或频域谱法测量,需符合国际标准 IEC 60250(电介质材料介电性能测试方法)。
注:因未搜索到可直接引用的网页,以上来源基于权威机构公开出版物及标准库,实际引用时建议通过学术数据库或标准平台获取原文链接。
介质损耗角(又称介质损失角或介电相位角)是描述电介质在交变电场中能量损耗特性的核心参数,其详细解释如下:
基本定义
介质损耗角(δ)是交流电压下电介质中电流相量与电压相量夹角的余角,即功率因数角Φ的补角(δ=90°-Φ)。它反映了电介质内部能量损耗的大小,与材料极化滞后效应和电导特性相关。
数学表达与关键参数
介质损耗角正切值(tanδ)是衡量损耗的核心指标,定义为:
$$
tandelta = frac{text{有功电流分量(I_R)}}{text{无功电流分量(I_C)}}
$$
即有功功率与无功功率的比值,该值越小表明材料损耗越低。
能量损耗来源
电介质在交变电场中因以下两种效应产生损耗:
复介电常数关联
介质损耗角与材料的复介电常数密切相关:
$$
varepsilon = varepsilon' - jvarepsilon''
$$
其中实部(ε')表征能量存储能力,虚部(ε'')反映能量损耗,tanδ可表示为$tandelta = frac{varepsilon''}{varepsilon'}$。
电气设备绝缘评估
在高压设备(如变压器、电缆)中,tanδ是判断绝缘性能的关键指标。异常增大的tanδ值可能预示绝缘受潮、老化或污染。
高频电路设计
在高频高速PCB材料中,低tanδ值可减少信号传输损耗,提升通信质量(如5G和毫米波应用)。
测试方法
常用介质损耗仪、西林电桥等设备测量,通过相位差分析计算tanδ值。
材料类型 | tanδ(1 MHz) | 应用场景 |
---|---|---|
聚四氟乙烯 | 0.0001~0.001 | 高频电路基板 |
环氧树脂 | 0.02~0.05 | 普通电子封装 |
变压器油(新) | 0.001~0.005 | 电力设备绝缘 |
注:数据综合自。
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