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操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

介电常数虚部

介电原理

今天我们将讨论介电常数和导磁率两种介电特性。另一种材料特

性―电阻率不属于本文讨论的范围。必须注意，介电常数和导磁率

不是恒定不变的。频率、温度、方向、混合、压力和材料分子结构等

因素都可能对它们产生影响，使它们发生变化。

介电常数

材料如果在受到外部电场作用时能够储存电能，就称为就称为电介质电介质

。当给平行板电容器施加直流电压时，如果两板之间存在介电材料，

那么可以储存比没有介电材料(真空)时更多的电荷。介电材料可以

通过中和电极上的电荷，使电容器储存更多电荷，而通常情况下，这

些电荷将流向外部电场。介电材料的电容与介电常数有关。当在平行

板电容器上并联直流电压源v时(图1)，两板之间有介电材料的配

置可以比没有介电材料(真空)的配置储存更多的电荷。

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图1.平行板电容器,直流实例其中，C和C0分别是有和没有电介

质时的电容；k=εr是实际介电常数或介电常数，A和t分

别是电容器平板的面积和间距(图1)。介电材料可以通过中和电极

上的电荷，使电容器储存更多电荷，而通常情况下，这些电荷将流向

外部电场。根据上面的方程式可知，介电材料的电容与介电常数有关。

如果在同一个电容器上并联交流正弦电压源(图2)，得到的电流将

包括充电电流Ic和与介电常数有关的损耗电流Il。材料中的损耗

可以用与电容器(C)并联的电导(G)表示。

图2.平行板电容器,交流实例复数介电常数k由实部k(表示

储存电荷)和虚部kk(表示损耗电荷)组成。下面的符号可以互换

表示复数介电常数k=k*=εr=ε*r。根据电磁理论，电位移(电

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通量密度)Df的定义是:其中，ε=ε*=ε0εr

是绝对介电常数，εr是相对介电常数，

F/m是自由空间介电常数，E是

电场。介电常数(k)

等于相对介电常数(εr)，或绝对介电常数(ε )与自由空间介

电常数(ε0)之比。介电常数的实部(εr)表示外部电场有

多少电能储存到材料中。介电常数的虚部(εrr)称为损耗因子，

表示材料中有多少电能耗散到外部电场。介电常数的虚部(εr)

始终大于0，通常远远小于(εr)。损耗因子同时包括电介质损

耗和电导率的效应。如果用简单的矢量图(图3)表示复数介电常数，

实部和虚部的相位将会相差90°。其矢量和与实轴(εr)形成

夹角δ。