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絕緣介電系數介紹

線纜行業朋友分享圈 ? 來源:線纜行業朋友分享圈 ? 2023-07-04 09:36 ? 次閱讀

介電常數是描述某種材料放入電容器中增加電容器存儲電荷能力的物理量。是相對介電常數與真空中絕對介電常數乘積。如果有高介電常數的材料放在電場中,電場的強度會在電介質內有可觀的下降。理想導體的相對介電常數為無窮大。根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。

通常,相對介電常數大于3.6的物質為極性物質;相對介電常數在2.8~3.6范圍內的物質為弱極性物質;相對介電常數小于2.8為非極性物質;我們生產的高頻高速線的參數控制重點在生產過程工藝中的細節,絕緣介質系數與高頻的關系影響也更為密切.

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一些常見物質的介電系數:

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一些常見物質的導磁系數:

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介電常數(Dielectric Constant): 介電常數定義為電力線密度與電場強度的比值,在dielectric material(一般用的塑膠)中,介電常數越小,電容的效應越小,電磁波通過的速率越快,目前測量介電常數的方法主要有集中電路法、傳輸線法、諧振法、自由空間波法等等,其中,傳輸線法、集中電路法、諧振法等屬于實驗室測量方法,測量通常是在實驗室中進行,要求具有相應的樣品采集技術,另外對于已知介電常數材料發泡后的介電常數通常用經驗公式得到,量測的方法如下:

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導電系數( conductivity)

物質導電的能力,導電系數越大,電阻越小,相當于機械方面的IACS係數.

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Velocity:電磁波在介質內的傳輸速度取決于介質的介電系數(permittivity),及導磁系數(permeability),如下式:

在真空中:

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可見電磁波在真空中是以光速在前進,假如電磁波在介質中傳播,我們必需知道介質的相對介電系數及相對導磁系數,以推算電磁波在介質內的傳遞速度,舉例而言,電磁波在SCSI Cable 內的傳遞速度為:(選用發泡PE絕緣材料,介質系數 2.3,銅導體的導磁系數 1)

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介電系數的意義及其影響因素是什么

我們知道,一個平板電容器的電容量C與平板電極的面積S成正比,而與平板電極間的距離D成反比,其比例常數決定于介質的特性,即:

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絕緣介質相對介電系數的大小有以下幾個影響因素:

(1)電場頻率。電介質在電場中各種極化的形成都需要有一定的時間,當電場頻率很高時,某些需要時間長的極化過程就可能跟不上電場的變化,因此,相對介電系數隨頻率的增高而趨于下降。

(2)溫度。電介質的電子、原子極化不受溫度影響,但偶極子極化強度在很大的溫度范圍內與溫度成反比。故有溫度升高、材料的密度變小相對介電系數降低;但當溫度很低、分子運動被(部分)凍結時,相對介電系數也開始升高。例如: 0C水的相對介電系數為88.0,而100C水的相對介電系數僅為55. 3。

(3)其他。由于水的相對介電系數很大(常溫),所以吸濕后的電介質,其相對介電系數也增大。另外,大氣壓力對氣體電介質的相對介電系數影響很大,壓力增大時,密度增大相對介電系數也增大。除此之外,分子量、結晶度、交聯度等因素的影響,主要表現在相對復介電系數的變化上。

綜合以上:

在低頻時,介質的導電率低,故其流經的電流很小,然而,在高頻時,介質內會被導入電流而有損耗,低頻看導體,高頻看絕緣,就是這樣來分析而來的語句,在部分用在基站,有多種設備間的相互干擾的時候,介質的影響也是存在的,由于導體對導體會形成多種磁場,電磁場散逸在空氣中或介質而會損失能量,也就是EMI中的輻射干擾(另一種是經由電流影響其他裝置的傳導干擾),這能量若耦合到其它裝置就造成干擾,若輻射損耗要小,則屏蔽效果要做好,在部分測試屏蔽阻抗的要求的線材時候,會更多考慮絕緣介質的影響.現今介電常數的影響也更多的讓研發重視,其對應的測量技術現在正在不斷進步和日益完善,不同的工程要求和實驗環境要有具體的選擇物料的方法,不可以照葫蘆畫瓢,生搬硬套,可以DOE階段進行多種驗證。




審核編輯:劉清

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原文標題:絕緣介電系數

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