
【化】 loss angle; loss factor
loss; spoilage; ullage; waste; wear down
【計】 dissipative
【化】 loss
【經】 loss in weight; waer and tear
factor
【電】 factor
損耗因數(Loss Factor),在電子工程和材料科學領域是一個描述材料或元件能量損耗特性的關鍵參數。其核心定義和解釋如下:
在專業漢英詞典中(如《英漢電子工程詞彙》),損耗因數對應的英文術語為"Loss Factor" 或"Dissipation Factor",符號常記為( D ) 或( tan delta )(損耗角正切)。其物理意義為:
材料在交變電場中,因介電損耗或磁損耗轉化為熱能的能量與存儲能量的比值。
損耗因數直接反映材料或元件的能量效率,數學定義為: $$ tan delta = frac{text{損耗功率}}{text{無功功率}} = frac{varepsilon''}{varepsilon'} $$ 其中:
該公式源于電介質極化弛豫模型,高頻電場下分子摩擦導緻能量耗散。
損耗因數越低(如 ( tan delta < 0.01 )),電容器的效率越高,溫升越小。例如,聚丙烯薄膜電容的 ( tan delta ) 可低至 ( 2 times 10^{-4} ),適用于高頻電路。
電力設備中,絕緣材料的 ( tan delta ) 值需嚴格控制(如變壓器油要求 ( < 0.005 )),以避免過熱擊穿。
在高頻射頻元件(如天線基闆)中,低損耗因數(( tan delta < 0.002 ))可減少信號衰減,提升傳輸效率。
參數 | 符號 | 與損耗因數的關系 | 工程意義 |
---|---|---|---|
品質因數 | ( Q ) | ( Q = frac{1}{tan delta} ) | 衡量元件儲能效率 |
損耗角 | ( delta ) | ( tan delta = tan(delta) ) | 電流與電壓相位差的餘角 |
介電損耗角正切 | ( tan delta ) | 與損耗因數等價 | 标準化材料損耗性能的核心指标 |
IEC 60250《電介質材料的損耗因數測試方法》規範了測量流程。
ASTM D150-18 詳細定義了固體電介質的 ( tan delta ) 測試标準。
Principles of Dielectrics(B. K. P. Scaife, Oxford University Press)從微觀機制闡釋損耗成因。
以上内容綜合了電子工程術語标準、材料測試規範及經典學術文獻,确保定義準确性與工程適用性。
損耗因數是衡量電容器、絕緣材料等元件能量損耗效率的關鍵參數,通常用符號$tandelta$表示。以下從多個角度綜合解釋其含義:
能量損耗比
損耗因數定義為每周期内元件損耗的能量與儲存能量的比值。在電容器中,它反映了介質漏電、極化損耗及金屬導體電阻共同導緻的能量損失效率。
相位角關系
理想電容器中電流與電壓相位差為90°,實際因損耗存在相位差略小于90°,偏離角度$delta$稱為損耗角。損耗因數即$tandelta$,表示實際相位偏離理想狀态的程度。
電容器模型:
高頻下電容器可等效為串聯電阻$R_s$與容抗$X_c$的組合,損耗因數公式為:
$$
tandelta = frac{R_s}{X_c}
$$
其中$X_c = frac{1}{2pi f C}$,$f$為頻率,$C$為電容值。
品質因數關聯:
損耗因數與品質因數$Q$互為倒數關系,即$tandelta = 1/Q$。$Q$值越高,表明元件儲能效率越好。
介質材料特性
絕緣材料(如變壓器油)的介質損耗因數$tandelta$可反映整體受潮或劣化情況,是評估絕緣性能的核心指标。
頻率與溫度
金屬損耗隨頻率升高而顯著增加,高頻電路中需選用低$tandelta$的陶瓷電容器以減少損耗。
工程選型依據
在電力設備檢測中,$tandelta$測試能靈敏發現絕緣缺陷,優于單純測量絕緣電阻或漏電流。
如需進一步了解特定場景下的測試方法或計算公式,可參考、8、9等來源。
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