電介質(zhì)材料的介電常數(shù)及損耗的頻率特性

1、1電介質(zhì)材料的介電常數(shù)及損耗電介質(zhì)材料的介電常數(shù)及損耗的頻率特性的頻率特性 2一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)儀器二實(shí)驗(yàn)儀器三實(shí)驗(yàn)原理三實(shí)驗(yàn)原理四操作步驟四操作步驟五數(shù)據(jù)處理五數(shù)據(jù)處理3一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?熟練掌握MODEL TH2816型寬頻LCR數(shù)字電橋的使用；2測量幾種介質(zhì)材料的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切（tan）與頻率的關(guān)系，從而了解它們的、tan 的頻率特性。4二實(shí)驗(yàn)儀器二實(shí)驗(yàn)儀器TH2816型寬頻LCR數(shù)字電橋、樣品 5三實(shí)驗(yàn)原理三實(shí)驗(yàn)原理介電常數(shù)，又稱電容率，是電位移D與電場強(qiáng)度E之比 = D/E ，其單位為F/m ，真空的介電常數(shù) F/m ，而相對(duì)介電常數(shù)為同一尺寸的電容器中充入電介

2、質(zhì)時(shí)的電容和不充入電介質(zhì)時(shí)真空下的電容之比。介電常數(shù)小的電介質(zhì)，其分子為非極性或弱極性結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)大的電介質(zhì)，其分子為極性或強(qiáng)極性結(jié)構(gòu)。在交變電場作用下，電介質(zhì)的介電常數(shù)為復(fù)數(shù)，復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部與上述介電常數(shù)的意義是一致的，而虛部表示損耗。介質(zhì)的介電損耗是指由于導(dǎo)電或交變電場中極化弛豫過程在電介質(zhì)中引起的功率損耗。這一功率損耗是通過熱耗散把電場的電能消耗掉的結(jié)果。 6電介質(zhì)的介電損耗一般用損耗角正切tan 表示，并定義為：。在直流電場下，電介質(zhì)內(nèi)只有泄漏電流所產(chǎn)生的電導(dǎo)損耗；但在交變電場中，除電導(dǎo)損耗外還存在著各種形式的極化所產(chǎn)生的損耗，即松弛極化損耗。此時(shí)，復(fù)介電常數(shù)的虛部與實(shí)部的比值，即

3、為介電損耗值，即，又稱介質(zhì)損耗因數(shù)。是電介質(zhì)的電位移D由于極化弛豫而落后電場E的一個(gè)相位角。由于介質(zhì)的各種極化機(jī)構(gòu)在不同的頻率范圍有不同的響應(yīng)和不同頻率下產(chǎn)生不同的電導(dǎo)率，所以介質(zhì)的介電常數(shù)和介電損耗都是隨頻率的變化而變化。如不考慮邊緣效應(yīng)，平板試樣的電容量可用下式表示： tan介質(zhì)損耗的功率（即有功功率）無功功率itan/0( )rsCFd (1)式中 s 電極的面積，米2；d 介質(zhì)的厚度，米；r 介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)。 7將0的值代入（1）式，得到：100()3.6rsCpFd 由此得 3.6100rdCs如果電極呈圓形，當(dāng)其直徑為D米時(shí)，介電常數(shù)的計(jì)算公式如下： 214.4100rdC

4、D其所用單位d 米， pF , D 米。8四操作步驟四操作步驟（1）接通電源，電橋開始自檢。自檢結(jié)束后，面板顯示：顯示A：C（電容） 顯示B：D（即損耗tan） 顯示C：F（顯示：1.00kHz）速度：慢（40ms A/D積分時(shí)間） 讀數(shù)：直讀 等效：串聯(lián) 偏置：OFF方式：連續(xù) 量程：自動(dòng) 打?。篛FF（2）使用按鍵顯示A、顯示B在LCR上選擇測試參數(shù)；如果需要測量的是電容C和損耗tan，則不需要另外選擇。等待儀器穩(wěn)定20 分鐘后，對(duì)儀器進(jìn)行清 “0”； 9（3）將被測圓形陶瓷片接在測試夾具上，并將樣品由測試架引出的兩極接入LCR數(shù)字電橋。（4）選擇合適的等效方式：按“等效”鍵即可選擇串、并聯(lián)或自動(dòng)等效方式（即將被測器件看作是串聯(lián)或并聯(lián)的等效方式），當(dāng)選擇“自動(dòng)”時(shí)，儀器將自動(dòng)選擇。（5）選擇不同的測量頻率，測出不同頻率下的電容C和損耗tg 的值。（可設(shè)置的頻率范圍為：20 Hz 150 kHz）（6）再分別將內(nèi)偏調(diào)到5V, 10V重復(fù)測量。10五數(shù)據(jù)處理五數(shù)據(jù)處理由測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換:C；用origin軟件繪圖，繪出 f和 tg f關(guān)