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介電常數與介質損耗:解讀絕緣材料的電氣性能密碼

來源:北京航天偉創設備科技有限公司   2025年06月24日 10:18  
在電氣領域,絕緣材料的性能直接影響設備的安全與效率,而介電常數(ε)和介質損耗角正切值(tanδ)正是衡量其特性的核心參數。介電常數表征材料在交流電場下的極化能力,通俗地說,它反映了材料 “儲存電能” 的本領 —— 以真空為參照,充滿絕緣材料的電容器電容量與真空狀態的比值即為介電常數。比如聚乙烯的介電常數約 2.25-2.35,意味著其儲電能力是真空的 2 倍多,而空氣的介電常數接近 1,幾乎不儲電。


介質損耗則關乎材料的能量損耗。當交流電場通過絕緣材料時,部分電能會因極化滯后轉化為熱能,介質損耗角正切值就是衡量這一損耗的指標。以變壓器油為例,其 tanδ 通常在 0.001-0.025 之間,數值越小,電能損耗越低,材料性能越優。在高頻電路或高壓設備中,選擇低損耗材料尤為重要,否則發熱可能導致材料老化甚至設備故障。


不同應用場景對兩者的要求迥異:電容器需要高介電常數以提升儲能密度,而普通絕緣體則追求低介電常數以減少電容電流;無論何種場景,多數情況下都希望介質損耗盡可能小,僅在特定加熱場景(如介質加熱設備)中才需要高損耗材料。了解這些參數,如同掌握了一把鑰匙,能幫助工程師精準選擇材料,優化電氣設備的性能。


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