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1、第二章电介质损耗第1页，本讲稿共24页n2.1 电介质损耗的基本概念n2.2 极化过程的建立和吸收电流n2.3 实际电介质中的介质损耗电介质的损耗第2页，本讲稿共24页2.1 电介质损耗的基本概念n1什么是电介质的损耗？它有哪些危害和类型？（掌握）n2什么是电导损耗？在交变电场作用下常用什么参数来描述电导损耗？（掌握）n3什么是松弛极化损耗？什么是复介电常数？（掌握）n4什么是谐振损耗?(色散与吸收)（掌握）n5如何讨论研究谐振色散规律？（了解）n6什么是正常谐振色散？什么是反常谐振色散？（掌握）第3页，本讲稿共24页1什么是电介质的损耗？它有哪些危害和类型？n电介质在外场作用下，将一部分电能
2、转变成热能的物理过程，称为电介质的损耗。n主要危害n引起线路信号附加衰减n破坏元器件正常工作直至实效。n损耗类型有n电导损耗n松弛极化损耗n谐振损耗。第4页，本讲稿共24页2什么是电导损耗？在交变电场作用下常用什么参数来描述电导损耗？（掌握）n由电介质中的载流子在电场作用下作定向漂移形成传导电流，这部分电流以热的形式消耗掉，称为电导损耗。n损耗功率n单位体积损耗功率n损耗角正切第5页，本讲稿共24页3什么是松弛极化损耗？什么是复介电常数？n当外电场频率较高，致使电介质极化强度P滞后于外加电场强度，从而消耗的电能称为松弛极化损耗。n复介电系数的定义：第6页，本讲稿共24页4什么是谐振损耗?(色散
3、与吸收)n介电系数随频率的增加而减少的现象，称为色散。n在色散过程中，介质与入射光发生共振吸收将电场能量转换为介质的热能，此过程称为谐振损耗。n损耗因数随频率的变化关系曲线称为谐振吸收曲线。n谐振损耗发生在红外及更高的光频范围内，因此采用折射率研究其损耗规律比介电系数更为方便，由于有损耗的过程中介电系数为复数，折射率也为复数，其复折射率的定义为第7页，本讲稿共24页5如何讨论研究谐振色散规律？（了解）n（1）建电子运动方程n无阻尼谐振 n阻尼谐振 n（2）解方程获得位移函数n n（3）引入复极化率并计算复极化率与频率的关系第8页，本讲稿共24页n（3）引入复极化率并计算复极化率与频率的关系n（
4、4）计算复折射率与频率之间的关系n对气体第9页，本讲稿共24页第10页，本讲稿共24页6什么是正常谐振色散？什么是反常谐振色散？n在谐振点以外较远的区域随频率的增加，折射率增大，称为正常色散。n反之在其附近区域随频率的增加折射率减小称为反常色散。n在反常色散区，吸收（损耗）是明显的。第11页，本讲稿共24页2.2 极化过程的建立和吸收n1描述极化过程有哪些特征参数？（掌握）n2描述电容器充放电过程的特征参数有哪些？（掌握）第12页，本讲稿共24页1描述极化过程有哪些特征参数？（掌握）n极化强度n快极化强度 瞬间极化n松弛极化强度 缓慢式极化n稳定态松弛极化强度n特征时间 松弛极化时间常数n加电
5、场n去电场第13页，本讲稿共24页2描述电容器充放电过程的特征参数有哪些？（掌握）n稳态电容n快极化电容n松弛极化电容第14页，本讲稿共24页n稳态介电系数n光频介电系数n极板快极化电荷密度n极板松弛极化电荷密度n极板电荷密度n极化电流n吸收电流第15页，本讲稿共24页2.3 实际电介质中的介质损耗n1如何求解实际电介质在交变电场中介质损耗（了解）n2随频率的变化，变化特征有哪些？（掌握）n3随温度的变化，变化特征有哪些？（掌握）n4复介电系数是如何随 变化而变化的？（掌握）第16页，本讲稿共24页总极化强度：总极化强度：交变电场：交变电场：极化强度随时间变化关系极化强度随时间变化关系与电场同
6、相与电场同相滞后电场滞后电场/2第17页，本讲稿共24页位移极化电流位移极化电流:电流幅值电流幅值:松弛极化电流松弛极化电流无功电流无功电流有功电流有功电流极化电流极化电流第18页，本讲稿共24页2，电流关系，电流关系位移极化、松弛极化、电导同时存在时位移极化、松弛极化、电导同时存在时等效电路及参数图等效电路及参数图松弛极化松弛极化位移极化位移极化电导电导第19页，本讲稿共24页电流关系电流关系A，全电流，全电流I 松弛极化电流松弛极化电流IB，实际有功电流，实际有功电流Ia 无功电流无功电流IrIIIaIr实际有功电流实际有功电流Ia:松弛有功电流松弛有功电流Ira 传导有功电流传导有功电流
7、IR无功电流无功电流Ir:松弛极化的容性充电电流松弛极化的容性充电电流Irr 介质的纯容性充电电流介质的纯容性充电电流I 全电流全电流松弛极化电流松弛极化电流有功电流有功电流无功电流无功电流第20页，本讲稿共24页4 4、交、交变电场下下电介介质的的动态介介电常数常数介介质损耗耗介介质损耗角正切耗角正切与与频率率温度温度的关系的关系第21页，本讲稿共24页图示:与温度的关系第22页，本讲稿共24页第23页，本讲稿共24页习题习题课后思考题：课后思考题：第第2题：在交变电场作用下，实际电介质的介电系数为什么要题：在交变电场作用下，实际电介质的介电系数为什么要用复数介电系数来描述。用复数介电系数来描述。产生电介质损耗的主要原因有哪些？各有那些特点？产生电介质损耗的主要原因有哪些？各有那些特点？试叙述德拜弛豫复介电常数试叙述德拜弛豫复介电常数 的实部的实部 和虚部和虚部 在一定频率下的在一定频率下的温度特性。温度特性。第第3题：介质的德拜方程为题：介质的德拜方程为=+(s-)/(1+i)回答下列问回答下列问题：题：（1）给出）给出和和的频率关系式；的频率关系式；（2）给出）给出和和tg的极值频率。的极值频率。第24页，本讲稿共24页