[科普中国]-介电功率因数

介电功率因数是指介电相位角的正弦值。实际上也是反映介质损耗的物理量。

简介介电功率因数是指介电相位角的正弦值。实际上也是反映介质损耗的物理量1。

原理在计算一个平板电容器的能量损耗时，当施加交变电压，将产生一个周期性的交变电场：

Eo为振幅，ω2πf为角频率，t为时间。单位时间内单位体积介质中所损耗的能量为：

式中sinδ称为介电功率因数。显然，它产生介质损耗2。

相关概念(1)介电损耗，电介质在电场作用下，单位时间内消耗的能。包括漏电损耗、电离损耗、极化损耗和结构损耗等。这种能量损耗表现为介质发热。介质损耗与材料组成、工作频率、环境温度、湿度、载荷人小和作用时间有关。常用介质损耗角正切值：tanδ(介质损耗因数)来衡量介质损耗的大小。tanδ是无量纲的物理量，可用电桥、Q表、介电损耗仪进行测量。对于一般电介质要求损耗越小越好，但对于衰减陶瓷、吸波和隐身材料等则要求有较大的介质损耗。

(2)介电相位角dielectric phase angle又称电介质损耗角。反映电介质在交变电场作用下，电位移与电场强度的位相差。在交变电场作用下，根据电场频率，介质种类的不同，其介电行为可能产生两种情况。一种是电位移与电场强度在时间上没有位相差，此时极化强度与交变电场同位相。对正弦交变电场而言，介质电容器的充电电流刚好超前电压π/2。另一种情况是电位移与电场强度存在位相差，对于正弦交变电场来说，电容电流超前于电压的相角小于π/2。

(3)功率因数：在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值3。

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学