介電常數(shù)與耗散因數(shù)間的關(guān)系
介電常數(shù)又稱電容率或相對(duì)電容率， 是表征電介質(zhì)或絕緣材料電 性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，常用 ε 表示。 介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng) 電荷而削弱電場(chǎng)，原外加電場(chǎng)(真空中)與最終介質(zhì)中電場(chǎng)比值即為介 電常數(shù)。其表示電介質(zhì)在電場(chǎng)中貯存靜電能的相對(duì)能力， 例如一個(gè)電 容板中充入介電常數(shù)為 ε 的物質(zhì)后可使其電容變大 ε 倍。介電常數(shù)愈 小絕緣性愈好。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場(chǎng)中， 場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)在 電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。介電常數(shù)還用來(lái)表示介質(zhì)的極化程度， 宏觀 的介電常數(shù)的大小， 反應(yīng)了微觀的極化現(xiàn)象的強(qiáng)弱。氣體電介質(zhì)的極 化現(xiàn)象比較弱，各種氣體的相對(duì)介電常數(shù)都接近1 ，液體、固體的介 電常數(shù)則各不相同，而且介電常數(shù)還與溫度、電源頻率有關(guān)
有些物質(zhì)介電常數(shù)具有復(fù)數(shù)形式， 其實(shí)部即為介電常數(shù)， 虛數(shù)部 分常稱為耗散因數(shù)。
通常將耗散因數(shù)與介電常數(shù)之比稱作耗散角正切， 其可表示材料 與微波的耦合能力， 耗散角正切值越大， 材料與微波的耦合能力就越 強(qiáng)。例如當(dāng)電磁波穿過電解質(zhì)時(shí)，波的速度被減小，波長(zhǎng)也變短了。
介質(zhì)損耗是指置于交流電場(chǎng)中的介質(zhì)， 以內(nèi)部發(fā)熱的形式表現(xiàn)出 來(lái)的能量損耗。介質(zhì)損耗角是指對(duì)介質(zhì)施加交流電壓時(shí)， 介質(zhì)內(nèi)部流 過的電流相量與電壓向量之間的夾角的余角。介質(zhì)損耗角正切是對(duì)電 介質(zhì)施加正弦波電壓時(shí)， 外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角 δ 的正切值--tg δ. 其物理意義是：每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量//每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)存儲(chǔ)的能量。
介電損耗角正切常用來(lái)表征介質(zhì)的介電損耗。介電損耗是指電 介質(zhì)在交變電場(chǎng)中, 由于消耗部分電能而使電介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象。 原因是電介質(zhì)中含有能導(dǎo)電的載流子,在外加電場(chǎng)作用下,產(chǎn)生導(dǎo)電電 流,消耗掉一部分電能,轉(zhuǎn)為熱能。任何電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下都有能量
損耗，包括由電導(dǎo)引起的損耗和由某些極化過程引起的損耗。
用 tg δ作為綜合反應(yīng)介質(zhì)損耗特性優(yōu)劣的指標(biāo)， 其是一個(gè)僅僅取 決于材料本身的損耗特征而與其他因素?zé)o關(guān)的物理量， tgδ的增大意 味著介質(zhì)絕緣性能變差， 實(shí)踐中通常通過測(cè)量 tgδ來(lái)判斷設(shè)備絕緣性 能的好壞。
由于介電損耗的作用電解質(zhì)在交變電場(chǎng)作用下將長(zhǎng)生熱量， 這些 熱會(huì)使電介質(zhì)升溫并可能引起熱擊穿， 因此， 在絕緣技術(shù)中， 特別是 當(dāng)絕緣材料用于高電場(chǎng)強(qiáng)度或高頻的場(chǎng)合，應(yīng)盡量采用介質(zhì)損耗因 數(shù)， 即電介質(zhì)損耗角正切 tgδ較低的材料。但是， 電介質(zhì)損耗也可用 作一種電加熱手段，即利用高頻電場(chǎng)(一般為0.3--300兆赫茲)對(duì)介 電常數(shù)大的材料(如木材、紙張、陶瓷等) 進(jìn)行加熱。這種加熱由于 熱量產(chǎn)生在介質(zhì)內(nèi)部， 比外部加熱速度更快、熱效率更高， 而且熱均 勻。頻率高于300兆赫時(shí)，達(dá)到微波波段，即為微波加熱(家用微波 爐即據(jù)此原理)。
在絕緣設(shè)計(jì)時(shí)， 必須注意材料的 tgδ值。若 tgδ過大則會(huì)引起嚴(yán) 重發(fā)熱，使絕緣材料加速老化，甚至導(dǎo)致熱擊穿。
一下例舉一些材料的 ε 值：
石英-----3.8
絕緣陶瓷-----6.0
紙------70
有機(jī)玻璃------2.63
PE-------2.3
PVC--------3.8
高分子材料的 ε 由主鏈中的鍵的性能和排列決定
分子結(jié)構(gòu)極性越強(qiáng)， ε 和 tg δ越大。
非極性材料的極化程度較小， ε 和 tg δ都較小。
當(dāng)電介質(zhì)用在不同場(chǎng)合時(shí)對(duì)介電常數(shù)與耗散因素的大小有不同 的要求。做電容介質(zhì)時(shí) ε 大、 tg δ小；對(duì)航空航天材料而言， ε 要小 tg δ要大。
另外要注意材料的極性越強(qiáng)受濕度的影響越明顯。主要原因是高 濕的作用使水分子擴(kuò)散到高分子的分子之間， 使其極性增強(qiáng)； 同時(shí)潮 濕的空氣作用于塑料表面， 幾乎在幾分鐘內(nèi)就使介質(zhì)的表面形成一層 水膜， 它具有離子性質(zhì)， 能增加表面電導(dǎo)， 因此使材料的介電常數(shù)和 介質(zhì)損耗角正切 tgδ都隨之增大。故在具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意電介質(zhì)的周 圍環(huán)境。
電介質(zhì)在現(xiàn)代生活中經(jīng)常被用到， 而介電常數(shù)與耗散因素是電介 質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù)， 根據(jù)不同的要求， 應(yīng)當(dāng)選用具有不用介電常數(shù)與 耗散因數(shù)的材料， 以達(dá)到較佳的效果。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意外界因素對(duì)介 電常數(shù)與耗散因數(shù)的影響。
產(chǎn)品概述：
ZJD-87介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)定儀是一款專為實(shí)驗(yàn)室研制的高精度高壓電橋，突破了傳統(tǒng)的電橋測(cè)量方式，采用變頻電源技術(shù)，利用單片機(jī)和現(xiàn)代化電子技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)頻率變換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算；達(dá)到抗干擾力強(qiáng)、測(cè)試速度快、精度高、全自動(dòng)數(shù)字化、操作簡(jiǎn)便；電源采用大功率開關(guān)電源，輸出45Hz和55Hz純正弦波，自動(dòng)加壓，可提供最高10千伏的電壓。所有接插件均為屏蔽接插口，有效的提高了儀器的測(cè)量精度，是專為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試研制的新型介電常數(shù)介損測(cè)試儀測(cè)試儀，廣泛的應(yīng)用到絕緣材料的介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的測(cè)試。可以在加壓，加溫，真空條件下，在工頻電壓下對(duì)各類固體絕緣材料（如聚苯乙烯，聚丙烯，電容紙等）的試品作介質(zhì)損耗因數(shù)，相對(duì)介電常數(shù)測(cè)量。在外接電流互感器（量程擴(kuò)展器）1000/1=1000倍的情況下，可以測(cè)試大電流高壓電器的介損值。
適用單位：
可以用于科研機(jī)關(guān)，學(xué)校，例如一些科研院所，大專院校或計(jì)量測(cè)試部門的實(shí)驗(yàn)室需要用介電常數(shù)儀對(duì)絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)試；北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器同時(shí)也適用于工廠或單位，例如一些工廠對(duì)無(wú)機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用進(jìn)行研究，另外在電力、電工、化工等領(lǐng)域，如：電廠、電業(yè)局實(shí)驗(yàn)所、變壓器廠、電容器廠、絕緣材料廠、煉油廠等單位對(duì)固體及液體絕緣材料的介質(zhì)損耗和相對(duì)介電常數(shù)ε的質(zhì)量檢測(cè)等等。
符合標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T1409-2006測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法；
GB/T1693-2007硫化橡膠介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)定方法；
ASTM D150-11實(shí)心電絕緣材料的交流損耗特性和電容率（介電常數(shù)）的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法；
GBT5594.4-2015電子元器件結(jié)構(gòu)陶瓷材料性能測(cè)試方法；
膠粘劑介電常數(shù)|介質(zhì)損耗測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)：
項(xiàng)目/型號(hào) | ZJD-B | ZJD-A | ZJD-C |
信號(hào)源 | DDS數(shù)字合成信號(hào) |
頻率范圍 | 10KHZ-70MHZ | 10KHZ-110MHZ | 100KHZ-160MHZ |
信號(hào)源頻率覆蓋比 | 7000:1 | 11000:1 | 16000:1 |
采樣精度 | 11BIT | 12BIT |
信號(hào)源頻率精度 | 3×10-5 ±1個(gè)字,6位有效數(shù) |
Q值測(cè)量范圍 | 1～1000自動(dòng)/手動(dòng)量程 |
Q值量程分檔 | 30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔 |
Q分辨率 | 4位有效數(shù)，分辨率0.1 |
Q測(cè)量工作誤差 | ＜5% |
電感測(cè)量范圍 | 1nH～8.4H,；分辨率0.1 | 1nH～140mH；分辨率0.1 |
電感測(cè)量誤差 | ＜3% |
電容直接測(cè)量范圍 | 1pF～2.5uF | 1pF～25uF |
調(diào)諧電容誤差分辨率 | ±1pF或＜1% |
主電容調(diào)節(jié)范圍 | 30～540pF | 17～240pF |
諧振點(diǎn)搜索 | 自動(dòng)掃描 |
自身殘余電感扣除功能 | 有 |
大電容值直接顯示功能 | 有 |
介質(zhì)損耗直讀功能 | 有 |
介質(zhì)損耗系數(shù)精度 | 萬(wàn)分之一 |
介質(zhì)損耗測(cè)試范圍 | 0.0001-1 |
介電常數(shù)直讀功能 | 有 |
介電常數(shù)精度 | 千分之一 |
介電常數(shù)測(cè)試范圍 | 0-1000 |
LCD顯示參數(shù) | F,L,C,Q,LT,CT,波段等 |
準(zhǔn)確度 | 150pF以下±1pF；150pF以上±1% |
Q合格預(yù)置范圍 | 5～1000聲光提示 |
環(huán)境溫度 | 0℃～+40℃ |
消耗功率 | 約25W |
電源 | 220V±22V，50Hz±2.5Hz |
極片尺寸 | 38mm/50mm(二選一) |
極片間距可調(diào)范圍 | ≥15mm |
材料測(cè)試厚度 | 0.1-10mm |
夾具插頭間距 | 25mm±0.01mm |
夾具損耗正切值 | ≤4×10－4 （1MHz） |
測(cè)微桿分辨率 | 0.001mm |
測(cè)試極片 | 材料測(cè)量直徑Φ38mm/50mm，厚度可調(diào) ≥ 15mm |
膠粘劑介電常數(shù)|介質(zhì)損耗測(cè)試儀配置清單：
主機(jī)一臺(tái)
電感九只
夾具一套
液體杯一個(gè)
電源線一根
數(shù)據(jù)線一根
說(shuō)明書一份
合格證一份
保修卡一張
系統(tǒng)組成
1.ZJD-87高精密高壓電容電橋一臺(tái)
2.高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器一臺(tái)
3.高壓電源一臺(tái)
4.固體電極（液壓控制可加溫控溫、也可抽真空）一臺(tái)
5.測(cè)溫控溫儀（兩路）一臺(tái)
會(huì)員1.png)
