《高分子结构与性能》研究生课程教学课件（讲稿）聚合物介电性能

介电损耗电介质在电场作用下，电导和部分极化过程会将一部分电能转（如热能），即发生电能的损耗。常将电变为其它形式的能介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。（由电导和极化过程引起）单位体积的介质损耗功率：P=stgSE2在实际应用中，通常用损耗角正切表示电介质在交变电场下的损耗8tans8r16

16 在实际应用中，通常用损耗角正切表示电介质在交变电场下 的损耗 ' " tan r r    = 介电损耗 电介质在电场作用下,电导和部分极化过程会将一部分电能转 变为其它形式的能（如热能），即发生电能的损耗。常将电 介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。 (由 电导和极化过程引起) 单位体积的介质损耗功率： 2 P =tgE

介电损耗的形式电介质在电场作用下，内部通过的电流包括：电容电流：由样品的几何电容充电引起电流（位移电流）；2）介质极化的建立引起电流：与极化弛豫有关： (漏导)造成的电流：与自由电荷有关。3）介质的电导能量损耗：电导损耗、振动损耗极化弛豫损耗、17

17 介电损耗的形式 电介质在电场作用下，内部通过的电流包括： 1）电容电流：由样品的几何电容充电引起电流（位移电流）； 2）介质极化的建立引起电流：与极化弛豫有关； 3）介质的电导（漏导）造成的电流：与自由电荷有关。 能量损耗：极化弛豫损耗、电导损耗、振动损耗

损耗因子在真空中的平行平板式电容器两极板上加交变电压V=V.eiot电容上的电流与外电压相差90°的位相。由Q=C,VV=Q/C。=Jldt/C.I=C.dV/dt电容上的电流：l。=ioC,V两极板间充入非极性完全绝缘的材料电容上的电流：1=ioCV=i08,C。V=8rl18

18 损耗因子 在真空中的平行平板式电容器两极板上加交变电压V=Voe it ， 电容上的电流与外电压相差90o的位相。 由 Q=CoV V=Q/Co =Idt/Co I=CodV/dt 电容上的电流： Io=iCoV 两极板间充入非极性完全绝缘的材料， 电容上的电流：I=iCV= irCoV= r Io

如果介质有微弱的导电，则其中有一个与外加电压相位相同的小电流（EioCV+GV通过设电导G仅由自由电荷产生，则：G=oS/d，由于ioCV电容：C=8,S/d则电流密度：j=(i0g+)E=*E=i08*E81复电导率*的定义：*=i8+α复介电常数的定义：*=*/io=-i/0损耗角8的定义：tg8=损耗项/电容项=/08得：=tg（tg8仅与介质有关）损耗因子：tge（其大小作为绝缘材料的判据）19

19 如果介质有微弱的导电，则其中有一个与外加电压相位相同的小电流（I= iCV+GV）通过 V iCV 设电导G仅由自由电荷产生，则: G=S/d , 由于 电容: C=l S/d 则电流密度: j=(il + )E= *E= il * E 复电导率* 的定义： *= il +  复介电常数的定义： l *= * / i= l - i /  损耗角的定义：tg=损耗项/电容项=/  l 得： =  l tg （ l tg 仅与介质有关） 损耗因子：l tg （其大小作为绝缘材料的判据）  复电导率* 的定义： *= il +  复介电常数的定义： l *= * / i= l - i /  损耗角的定义：tg=损耗项/电容项=/  l 得： =  l tg （ l tg 仅与介质有关） 损耗因子：l tg （其大小作为绝缘材料的判据） 复电导率* 的定义： *= il +  复介电常数的定义： l *= * / i= l - i /  损耗角的定义：tg=损耗项/电容项=/  l 得： =  l tg （ l tg 仅与介质有关） 损耗因子：l tg （其大小作为绝缘材料的判据） 复电导率* 的定义： *= il +  复介电常数的定义： l *= * / i= l - i /  损耗角的定义：tg=损耗项/电容项=/  l 得： =  l tg （ l tg 仅与介质有关） 损耗因子：l tg （其大小作为绝缘材料的判据）

电偶极矩·电介质在电场作用下的极化程度用极化强度矢量P表示，极化强度P是电介质单位体积内的感生偶极矩，可表示为：AVEpi1P=limAV△V宏观上无限小微观上无限大的体积元极化强度的单位为库仑/米2（C/m2）P每个分子的电偶极矩20

20 • 电介质在电场作用下的极化程度用极化强度矢量P表示，极 化强度P是电介质单位体积内的感生偶极矩，可表示为： • 极化强度的单位为库仑/米2 (C/m2) V V 宏观上无限小微观上 无限大的体积元 pi 每个分子的电偶极矩 P=lim pi V 电偶极矩