电介质的介电常数
电介质材料的介电常数和损耗的频率特性
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉数据处理
〈一〉实验目的
1．熟练掌握MODEL TH2816型宽频LCR数字电桥的使用；
2．测量几种介质材料的介电常数 和介质损耗角正切 （tan）与频率的关系，从而了解它们的 、tan 的频
原因，并分析产生误差的可能性； 4. 比较不同偏压下的ε , tg δ与频率关系曲线的异同，
并分析原因。
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介电损耗值，即 tan /， 又称介质损耗因数。δ是电 介质的电位移D由于极化弛豫而落后电场E的一个相位角。 由于介质的各种极化机构在不同的频率范围有不同的响应和
不同频率下产生不同的电导率，所以介质的介电常数和介电
损耗都是随频率的变化而变化。如不考虑边缘效应，平板试
样的电容量可用下式表示：
（5）选择不同的测量频率，测出不同频率下的电容C和损 耗tg δ的值。（可设置的频率范围为：20 Hz — 150 kHz）
（6）再分别将内偏调到5V, 10V重复测量。
〈五〉数据处理
1. 由测量数据，进行转换:C→ε＇； 2. 用origin软件绘图，绘出 ε＇~ f和 tg δ ~ f关系曲线； 3. 对所得曲线进行分析：分析，tan与频率变化的
电介质的介电损耗一般用损耗角正切tan 表示，并定义
为： 介质损耗的功率（即有功功率）
tan
无功功率
。在直流电场下，电介质内只有
泄漏电流所产生的电导损耗；但在交变电场中，除电导损耗
外还存在着各种形式的极化所产生的损耗，即松弛极化损耗。
电介质的介电常数
介电常数
物质
介电常数
水
81
氨
17(25℃)
甲酸
58.5(16℃)
戊醇
16.0
甘油
56.2
苯甲醇
13.0
糠醛
41.9
吡啶
12.5
乙二醇
41.2
喹啉
9.0(25℃)
硝基甲烷
39.4
乙酸甲酯
7.3
乙腈
38.8
苯胺
7.2
硝基苯
36.4
乙酸乙酯
6.4
甲醇
33.7
乙胺
6.2
丙腈
27.7
溴苯
5.4
邻硝基甲苯
27.4
-溶剂
-氟里根/氟里昂
-棕榈油
3
1.9…2.5
-波特兰水泥
-石膏
-矿物油
-燃油
4
2.5…4
-谷物种籽
-碎头
-河砂
-苯，苯乙烯，甲苯
-呋喃
-萘
5
4…7
-天然潮湿的石头，矿石
-食盐
-氯苯，氯仿
-纤维素液体
-异氰酸盐、苯胺
6
> 7
-金属粉
-碳黑
-煤粉
-水溶液
-酒精
-氨水
一些溶剂的介电常数（摘自/u/4d224992010007tb）
氯仿
5.1
苯甲腈
265
乙醚
4.34
乙醇
25.8
丙酸
3.2
氯乙醇
25.8
二硫化碳
2.65
乙酰丙酮
23
乙苯
2.48
丙醇
22.2
甲苯
2.29
介电常数 dk
介电常数dk塑料或电介质或绝缘材料的介电常数(Dk) 可以定义为存储在放置在两个金属板之间的绝缘材料中的电荷与当绝缘材料被真空或空气替换时可以存储的电荷的比率，它也被称为介电常数或简称为介电常数。
并且，有时称为相对介电常数，因为它是根据自由空间的介电常数(ε0) 相对测量的。
介电常数表征材料储存电能的能力。
此处的文章概述了电容器中最常用的介电材料常数。
一些参考和有机电介质的典型ε值为：介电常数为2意味着绝缘体吸收的电荷是真空的两倍。
主要应用：在生产收音机和其他电气设备中使用的电容器时使用材料。
电路设计人员常用来比较不同的印刷电路板(PCB) 材料。
此外，还可用于开发储能应用的材料，例如，聚合物基介电复合材料非常适合从电子封装、嵌入式电容器到能量存储的应用。
这些复合材料在加工温度低的情况下具有高度的柔韧性，并且它们表现出相对高的介电常数、低介电损耗和高介电强度。
如何计算介电常数？换句话说，介电常数也可以定义为两个金属板之间有绝缘体的电容与它们之间有空气或真空的相同金属板的电容之比。
当用于需要高电容的电子电气应用时，需要具有更高介电常数的绝缘材料。
如果将一种材料用于严格绝缘的目的，最好具有较低的介电常数。
介电常数公式为：其中：• C = 使用该材料作为介电电容器的电容• C 0 = 使用真空作为电介质的电容•ε0 = 自由空间的介电常数（8.85 x 10 -12 F/m 即法拉每米）• A = 板面积/样品横截面积•T = 样品厚度介电常数单位：此电气特性是无量纲测量。
计算塑料介电常数最常用的标准测试是ASTM D2520、ASTM D150 或IEC 60250 （当然还有其他几种方法，但这里不讨论）。
该方法包括：将样品置于两个金属板之间并测量电容。
在两个电极之间没有样品的情况下测量第二次运行。
这两个值的比值就是介电常数。
测试可以在不同的频率下进行，通常在10Hz 和2MHz 范围之间•样品必须平整且大于用于测量的50 毫米（2 英寸）圆形电极。
介电损耗与介电常数
介电损耗与介电常数引言：介电损耗和介电常数是电介质中两个重要的物理性质。
介电损耗是电介质在交变电场中由于分子摩擦和极化导致的能量损耗现象，而介电常数则是描述电介质在电场中极化程度的物理量。
本文将详细介绍介电损耗和介电常数的概念、影响因素以及应用。
一、介电损耗的概念与影响因素介电损耗是指电介质在交变电场中由于分子摩擦和极化现象导致的能量损失。
当电介质处于交变电场中时，电场会使电介质内的分子发生摩擦运动和极化现象，从而将电能转化为热能。
这种能量损耗被称为介电损耗。
介电损耗的大小与多种因素密切相关。
首先，介电损耗与电介质的性质有关。
不同的电介质由于其分子结构和化学成分的不同，其摩擦和极化现象也会有所差异，因此其介电损耗的大小也会有所不同。
其次，介电损耗还与电场频率有关。
当电场频率较低时，电介质内分子的摩擦运动和极化程度较小，因此介电损耗较小；而当频率较高时，分子的摩擦运动和极化现象加剧，导致介电损耗增大。
此外，温度也是影响介电损耗的重要因素。
随着温度的升高，分子的热运动增强，从而增加了摩擦运动和极化现象，导致介电损耗增大。
二、介电常数的概念与影响因素介电常数是描述电介质在电场中极化程度的物理量。
当电介质处于电场中时，电场会使电介质内的分子发生极化现象，从而在电介质中引入一个电偶极矩。
介电常数就是描述电介质中电场强度与电偶极矩之间关系的物理量。
介电常数的大小与多种因素有关。
首先，介电常数与电介质的性质密切相关。
不同的电介质由于其分子结构和化学成分的不同，其分子极化程度也会有所不同，从而导致介电常数的大小也会有所差异。
其次，介电常数还与电场频率有关。
当电场频率较低时，电介质内分子极化现象较弱，导致介电常数较小；而当频率较高时，分子极化现象加剧，导致介电常数增大。
此外，温度也会影响介电常数的数值。
随着温度的升高，分子的热运动增强，从而影响了分子的极化程度，进而影响了介电常数的数值。
三、介电损耗与介电常数的应用介电损耗和介电常数在众多领域中都有广泛的应用。
一般电介质的介电常数
-氟里根/氟里昂
-棕榈油
3
1.9…2.5
-波特兰水泥
-石膏
-矿物油
-燃油
4
2.5…4
-谷物种籽
-碎头
-河砂
-苯，苯乙烯，甲苯
-呋喃
-萘
5
4…7
-天然潮湿的石头，矿石
-食盐
-氯苯，氯仿
-纤维素液体
-异氰酸盐、苯胺
6
> 7
-金属粉
-碳黑
-煤粉
-水溶液
-酒精
-氨水
一些溶剂的介电常数（摘自）
物质
介电常数
电介质的介电常数
介质
温度(C)
相对介电常数
介质
温度(C)
相对介电常数
水蒸汽
140～150
1.00785
固体氨
-90
4.01
气态溴
180
1.0128
固体醋酸
2
4.1
氦（气态）
0
1.000074
石腊
-5
2.0～2.1
氢（气态）
0
1.00026
聚苯乙烯
20
2.4～2.6
氧（气态）
0
1.00051
无线电瓷
16
苯甲腈
265
乙醚
4.34
乙醇
25.8
丙酸
3.2
氯乙醇
25.8
二硫化碳
2.65
乙酰丙酮
23
乙苯
2.48
丙醇
22.2
甲苯
2.29
丙酮
21.45
四氯化碳
2.23
氯乙酸
20～21
苯
2.23
电容率 介电常数
电容率介电常数
●电容率：
电容率，也称为介电常数（permittivity），是电学中的一个重要概念。
它描述了电介质在电场作用下储存电能的能力。
电容率是电介质的一个基本属性，它与电介质的材料、结构、温度、湿度等因素有关。
在电学中，电容率被定义为电容器极板间电介质的介电常数。
它反映了电容器储存电荷的能力，也决定了电容器的工作性能。
电容器的电容值可以通过电容器的几何尺寸、电极面积和介电常数等因素来计算。
电容率在电子设备和系统中有着广泛的应用。
例如，在电子电路中，电容器的电容值需要根据电路的工作频率、电压、电流等参数来选择，以确保电路的正常工作。
此外，电容率还被广泛应用于电介质物理学、电磁场与电磁波等领域的研究中。
●介电常数：
介电常数是电介质的一个基本属性，它表示电介质在电场作用下储存电能的能力。
介电常数的大小取决于电介质的种类、结构、温度、湿度等因素。
在电学中，介电常数被定义为电容器极板间电介质的电容率。
它反映了电容器储存电荷的能力，也决定了电容器的工作性能。
介电常数的值可以通过实验测量得到，也可以通过理论模型进行计算。
介电常数在电子设备和系统中有着广泛的应用。
例如，在电子电路中，电容器的电容值需要根据电路的工作频率、电压、电流等参数来选择，以确保电路的正常工作。
此外，介电常数还被广泛应用于材料科学、物理学等领域的研究中。
介电常数
介电常数介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity),又称诱电率。
如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，最终介质中电场与原外加电场(真空中)比值即为相对介电常数(permittivity),又称相对电容率，以εr表示。
如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。
介电常数（又称电容率），以ε表示，ε=εr*ε0，ε0为真空绝对介电常数，ε0=8.85*e-12,F/m。
一个电容板中充入介电常数为ε的物质后电容变大ε倍。
电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。
例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样。
当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，有更短的波长。
相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量：首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。
然后，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容Cx。
然后相对介电常数可以用下式计算εr=Cx/C0对于时变电磁场，物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。
附常见溶剂的介电常数H2O (水) 78.5 HCOOH (甲酸) 58.5 HCON(CH3)2 (N,N-二甲基甲酰胺)36.7 CH3OH (甲醇) 32.7 C2H5OH (乙醇) 24.5 CH3COCH3 (丙酮) 20.7 n-C6H13OH （正己醇）13.3 CH3COOH (乙酸或醋酸) 6.15 温度对介电常数的影响，C6H6 (苯) 2.28 CCl4 (四氯化碳) 2.24 n-C6H14 （正己烷）1.88"介电常数" 在工具书中的解释1．又称电容率或相对电容率，表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据，常用ε表示。
它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值，表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。
介电常数,介电常数代表什么
介电常数,介电常数代表什么介电常数,介电常数代表什么介电常数, 用于衡量绝缘体储存电能的性能. 它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。
介电常数代表了电介质的极化程度，也就是对电荷的束缚能力，介电常数越大，对电荷的束缚能力越强。
介电常数反映的是材料中不自由的电子在外加电场下电极化从而削弱外场的能力完全绝缘比如真空，连电极化也不存在的话，（相对）介电常数应该为1，即外电场完全不被削弱；介电常数越高说明电极化越强，外电场削弱越厉害；电极化无穷大的情况，实际上电子就自由了，此时外场被完全抵消，也就是电屏蔽。
此时介电常数正无穷，材料实际上就是导体了。
虽然从上面的论述中可以知道自由或不自由的电子运动本质是统一的，但实际材料中自由和不自由的电子同时存在，并且浓度相对固定，因此需要分别讨论。
绝缘性和自由电子相关，决定了电阻；介电常数和非自由电子相关，决定的是电容，只影响交流电。
实际的材料等效成电阻和电容的并联，并没有简单的关系说电阻越大介电常数越小。
介电常数的实际意义是什么？表征介质在外电场作用下极化程度的物理量叫介电常数．（在交变电场作用下，介质的介电常数是复数，虚数部分反映了介质的损耗）．实际上，介电常数并不是一个不变的数，在不同的条件下，其介电常数也不相同．介电常数是一个在电的位移和电场强度之间存在的比例常量。
按高中物理的定义，就是当电容器极板间充满某种物质时，电容增大到的倍数。
在真空中，介电常数的值为是8.8510的-12次方法拉第/米（F/m）。
我们通常所说的介电常数，就是指介质相对于真空中介电常数的倍数，即相对介电常数。
空气的介电常数为 1.0005，就表是空气中这个常量是真空中的1.0005倍。
介电常数是指对绝缘材料来说的，对导体来说，没有什么意义，你在电容器极板间放入铁，它们电容都没有了，还谈什么放大到的倍数呀，即使是有，那也不晓得是几万分之一了，比你说的少于1，少得多了吧。