
【電】 ***lectric phase angle
medium
【計】 M
【化】 medium
【醫】 excitatory transmitter; media; mediator; medium; neurogen; transmitter
【計】 phase angle
介質相位角(Dielectric Phase Angle)是電磁學中描述材料對交變電場響應特性的關鍵參數,指複數介電常數虛部與實部比值的反正切值。該角度直接反映介質在電磁場作用下的能量損耗特性,其數學表達式為:
$$ delta = arctanleft( frac{varepsilon''}{varepsilon'} right) $$
其中$varepsilon'$為介電常數實部(表征儲能能力),$varepsilon''$為虛部(表征損耗效應)。相位角$delta$越大,表明介質在高頻電場中的熱損耗越顯著。
在工程實踐中,該參數被廣泛應用于高頻電路基闆材料選擇、微波元件設計及絕緣材料評估。例如5G通信設備中,介質相位角低于0.5°的低損耗材料可有效降低信號傳輸衰減(參考《微波工程》第四版,David M. Pozar著)。國際電氣電子工程師協會(IEEE)标準1158-2021明确規定,電力電纜用絕緣材料的相位角測試需在50Hz工頻下進行,以準确評估運行損耗(IEEE Xplore文獻庫收錄)。
介質相位角是描述介質中電場與磁場之間相位差的物理量,主要應用于電磁波傳播和材料特性分析領域。以下是詳細解釋:
基本定義
介質相位角指電磁波在介質中傳播時,電場強度(E)與磁場強度(H)之間的相位差。在理想均勻介質中,電場和磁場同步變化,相位差為零;但在實際非均勻介質中,由于材料極化、損耗等因素,兩者會産生相位差。
物理意義
數學表達
對于正弦電磁波,電場和磁場可表示為:
$$
E = E_0 sin(omega t + phi_E)
H = H_0 sin(omega t + phi_H)
$$
介質相位角即為$Delta phi = phi_E - phi_H$。
應用領域
需注意:介質相位角與電路中的電壓-電流相位角(如交流電路中的功率因數角)不同,後者反映能量傳輸效率,而前者側重材料電磁特性。
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