Исследование комплексной диэлектрической проницаемости твердых диэлектриков при радиочастотах. Щербаченко Л.А - 6 стр.

UptoLike

переориентироваться за полупериод изменения электрического поля,
наблюдаются релаксационные потери. В неоднородных диэлектриках
при низких частотах возникает миграционная поляризация,
изменяющая
r
ε
на
M
ε
, и связанные с ней потери, имеющие
максимум на частоте релаксации миграционной поляризации (
pM
ω
).
Как видно из рис.1, наибольшее возможное значение
r
ε
диэлектрика
есть
r
ε
, измеренное на постоянном напряжении (или на инфранизкой
частоте) – это так называемая статическая диэлектрическая
проницаемость
rc
ε
, а наименьшее значение
r
ε
, - измеренное на
чрезвычайно высокой частоте, приближающейся к частоте световых
колебаний это оптическая диэлектрическая проницаемость
r
ε
.
Разность
=
rrcr
ε
ε
ε
называется инкрементом диэлектрической
проницаемости.
Частотная зависимость действительной и мнимой части
комплексной диэлектрической проницаемости и тангенса угла
диэлектрических потерь при релаксационных процессах.
Используя формулу Дебая, описывающую частотную
зависимость комплексной диэлектрической проницаемости,
rj
rrc
rr
ω
ε
εε
+
+=
1
можно получить выражение для действительной и
мнимой составляющей
r
ε
, а также для
rr
tg
ε
ε
δ
= /
22
1
r
rrc
rr
ω
ε
εε
+
+=
(
)
22
1
r
r
rrc
r
ω
ω
ε
ε
ε
+
=
(
)
22
r
r
tg
rrc
rrc
ωεε
ω
ε
ε
δ
=
Частотные зависимости
rr
εε
, и
δ
tg
представлены на рис.2.
С ростом частоты
r
ε
монотонно снижается от
rc
ε
до
r
ε
, принимая при
частоте релаксации
p
ω
, значение
(
)
2/
rrc
ε
ε
. Мнимая составляющая
комплексной диэлектрической проницаемости максимальна при
частоте релаксации, где
(
)
2/
=
rrcr
ε
ε
ε
. Величина
δ
tg
также проходит
через максимум, лежащий при несколько большей частоте,
==
r
rc
p
r
rc
t
r ε
ε
ω
ε
ε
ω
1
, где он достигает значения
=
rrc
rrc
tg
εε
ε
ε
δ
2
max
. При
наличии у диэлектрика двух времен релаксации
1
r и
2
r зависимость
rr
εε
, и
δ
tg от частоты принимает следующий вид (рис.3).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
            переориентироваться за полупериод изменения электрического поля,
            наблюдаются релаксационные потери. В неоднородных диэлектриках
            при низких частотах возникает миграционная поляризация,
            изменяющая ε r′ на ∆ε M , и связанные с ней потери, имеющие
            максимум на частоте релаксации миграционной поляризации ( ω pM ).
            Как видно из рис.1, наибольшее возможное значение ε r′ диэлектрика
            есть ε r′ , измеренное на постоянном напряжении (или на инфранизкой
            частоте) – это так называемая статическая диэлектрическая
            проницаемость ε rc′ , а наименьшее значение ε r′ , - измеренное на
            чрезвычайно высокой частоте, приближающейся к частоте световых
            колебаний – это оптическая диэлектрическая проницаемость ε r∞ .
            Разность ∆ε r = ε rc − ε r∞ называется инкрементом диэлектрической
            проницаемости.

                  Частотная зависимость действительной и мнимой части
              комплексной диэлектрической проницаемости и тангенса угла
                диэлектрических потерь при релаксационных процессах.

                      Используя формулу Дебая, описывающую частотную
            зависимость комплексной диэлектрической проницаемости,
                   ε rc − ε r∞
            ε r = ε r∞ +       можно получить выражение для действительной и
                    1 + jω r
            мнимой составляющей ε r , а также для tgδ = ε r′′ / ε r′
                              ε rc − ε r∞
                ε r′ = ε r∞ +
                              1 + ω 2r 2
                       (ε − ε r∞ )ωr
                ε r′′ = rc
                         1 + ω 2r 2
                         (ε − ε r∞ )ωr
                tgδ = rc
                        ε rc − ε r∞ ω 2 r 2
                       Частотные зависимости ε r′ , ε r′′ и tgδ представлены на рис.2.
            С ростом частоты ε r′ монотонно снижается от ε rc до ε r∞ , принимая при
            частоте релаксации ω p , значение (ε rc − ε r∞ ) / 2 . Мнимая составляющая
            комплексной диэлектрической проницаемости максимальна при
            частоте релаксации, где ε r′′ = (ε rc − ε r∞ ) / 2 . Величина tgδ также проходит
            через максимум, лежащий при несколько большей частоте,
                   1 ε rc      ε rc                                      ε −ε
            ωt =          = ωp      , где он достигает значения tgδ max = rc r∞ . При
                   r ε r∞      ε r∞                                      2 ε rc ε r∞
            наличии у диэлектрика двух времен релаксации r1 и r2 зависимость
            ε r′ , ε r′′ и tgδ от частоты принимает следующий вид (рис.3).




PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com