
【化】 ***lectric dissipation factor; ***lectric loss tangent
介電損耗角正切(Dielectric Loss Tangent,簡稱tanδ)是表征電介質材料在交變電場中能量損耗效率的核心參數。其定義為介質損耗功率與無功功率的比值,數學表達式為: $$ tanδ = frac{ε''}{ε'} $$ 其中,ε''為複介電常數的虛部(損耗因子),ε'為實部(儲能因子)。該參數直接反映材料将電能轉化為熱能的效率。
在工程領域,低tanδ值材料(如聚四氟乙烯tanδ≈0.0001)適用于高頻電路和電容器設計,可減少信號衰減;而高tanδ值材料(如陶瓷tanδ≈0.01)則多用于需要能量轉換的場合。根據國際電工委員會IEC 60250标準,該參數的典型測量頻率範圍為50Hz-1MHz,采用西林電橋法或網絡分析儀進行精确測定。
美國材料與試驗協會ASTM D150-18指出,介電損耗角正切的溫度依賴性對電力設備絕緣老化評估具有重要參考價值。例如,變壓器油在90℃時的tanδ值若超過新油标準的2倍,即預示絕緣性能顯著下降。
參考文獻:
介電損耗角正切(tanδ)是表征電介質材料在交變電場中能量損耗程度的關鍵參數。以下為詳細解釋:
1. 定義與物理意義
在交變電場中,理想電介質的電流與電壓相位差應為90°,但實際材料因存在能量損耗,相位差角φ會略小于90°。介電損耗角δ即為此相位差的補角(δ = 90° − φ)。
其正切值tanδ表示有功功率(能量損耗)與無功功率的比值,反映電能轉化為熱能的效率。tanδ越小,材料儲能性能越好。
2. 數學表達式
公式可表示為:
$$
tandelta = frac{text{有功功率 } P}{text{無功功率 } P_r} = frac{text{有功電流 } I_R}{text{無功電流 } I_C}
$$
3. 工程應用
4. 測試方法
通過測量介質在電場中的電流-電壓相位差,計算δ角及tanδ值,常用儀器包括LCR表和高頻電橋。
擴展提示
實際應用中,溫度、頻率均會影響tanδ值,需在标準條件下測試對比材料性能。若需具體行業标準或測試案例,可進一步查閱文獻或電工手冊。
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