電橋法介電常數測試儀電橋法介電常數測試儀
宏觀結構不均勾性的介質損耗
工程介質材料大多數是不均勻介質。例如陶瓷材料就是如此，它通常包含有晶相、玻璃相和氣相，各相在介質中是統計分布口。由于各相的介電性不同，有可能在兩相間積聚了較多的自由電荷使介質的電場分布不均勻，造成局部有較高的電場強度而引起了較高的損耗。但作為電介質整體來看，整個電介質的介質損耗必然介于損耗大的一相和損耗小的一相之間。
表征：
電介質在恒定電場作用下，介質損耗的功率為
W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd
定義單位體積的介質損耗為介質損耗率為
ω=σE2
在交變電場作用下，電位移D與電場強度E均變為復數矢量，此時介電常數也變成復數，其虛部就表示了電介質中能量損耗的大小。
D，E，J之間的相位關系圖
D，E，J之間的相位關系圖
如圖所示，從電路觀點來看，電介質中的電流密度為
J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ+iJe
式中Jτ與E同相位。稱為有功電流密度，導致能量損耗；Je，相比較E超前90°，稱為無功電流密度。
定義
tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ
式中，δ稱為損耗角，tanδ稱為損耗角正切值。
損耗角正切表示為獲得給定的存儲電荷要消耗的能量的大小，是電介質作為絕緣材料使用時的重要評價參數。為了減少介質損耗，希望材料具有較小的介電常數和更小的損耗角正切。損耗因素的倒數Q=（tanδ）-1在高頻絕緣應用條件下稱為電介質的品質因素，希望它的值要高。
工程材料：離子晶體的損耗，離子晶體的介質損耗與其結構的緊密程度有關。
緊密結構的晶體離子都排列很有規則，鍵強度比較大，如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等，在外電場作用下很難發生離子松弛極化，只有電子式和離子式的位移極化，所以無極化損耗，僅有的一點損耗是由漏導引起的（包括本質電導和少量雜質引起的雜質電導）。這類晶體的介質損耗功率與頻率無關，損耗角正切隨頻率的升高而降低。因此，以這類晶體為主晶相的陶瓷往往用在高頻場合。如剛玉瓷、滑石瓷、金紅石瓷、鎂橄欖石瓷等
結構松散的離子晶體，如莫來石（3Al2O3·2SiO2）、董青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）等，其內部有較大的空隙或晶格畸變，含有缺陷和較多的雜質，離子的活動范圍擴大。在外電場作用下，晶體中的弱聯系離子有可能貫穿電極運動，產生電導打耗。弱聯系離子也可能在一定范圍內來回運動，形成熱離子松弛，出現極化損耗。所以這類晶體的介質損耗較大，由這類品體作主晶相的陶瓷材料不適用于高頻，只能應用于低頻場合。
玻璃的損耗
復雜玻璃中的介質損耗主要包括三個部分：電導耗、松弛損耗和結構損耗。哪一種損耗占優勢，取決于外界因素溫度和電場頻率。高頻和高溫下，電導損耗占優勢：在高頻下，主要的是由弱聯系離子在有限范圍內移動造成的松弛損耗：在高頻和低溫下，主要是結構損耗，其損耗機理目前還不清楚，可能與結構的緊密程度有關。般來說，簡單玻璃的損耗是很小的，這是因為簡單玻璃中的“分子”接近規則的排列，結構緊密，沒有弱聯系的松弛離子。在純玻璃中加人堿金屬化物后。介質損耗大大增加，并且隨著加人量的增大按指數規律增大。這是因為堿性氧化物進人玻璃的點陣結構后，使離子所在處點陣受到破壞，結構變得松散，離子活動性增大，造成電導損耗和松弛損耗增加。
陶瓷材料的損耗
陶瓷材料的介質損耗主要來源于電導損耗、松弛質點的極化損耗和結構損耗。此外，表面氣孔吸附水分、油污及灰塵等造成的表面電導也會引起較大的損耗。
在結構緊密的陶瓷中，介質損耗主要來源于玻璃相。為了改善某些陶瓷的工藝性能，往往在配方中引人此易熔物質（如黏土），形成玻璃相，這樣就使損耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷隨黏土含量增大，介質損耗也增大。因面一般高頻瓷，如氧化鋁瓷、金紅石等很少含有玻璃相。大多數電陶瓷的離子松弛極化損耗較大，主要的原因是：主晶相結構松散，生成了缺固濟體、多品型轉變等。
高分子材料的損耗
高分子聚合物電介質按單體單元偶極矩的大小可分為極性和非極性兩類。一般地，偶極矩在0~0.5D（德拜）范圍內的是非極性高聚物；偶極矩在0.5D以上的是極性高聚物。非極性高聚物具有較低的介電常數和介質損耗，其介電常數約為2，介質損耗小于10-4；極性高聚物則具有較高的介電常數和介質損耗，并且極性愈大，這兩個值愈高。
高聚物的交聯通常能阻礙極性基團的取向，因此熱固性高聚物的介電常數和介質損耗均隨交聯度的提高而下降。酚醛樹脂就是典型的例子，雖然這種高聚物的極性很強，但只要固化比較全，它的介質損耗就不高。相反，支化使分子鏈間作用力減弱，分子鏈活動能力增強，介電常數和介質損耗均增大。
高聚物的凝聚態結構及力學狀態對介電性景響也很大。結品能抑制鏈段上偶極矩的取向極化，因此高聚物的介質損耗隨結晶度升高而下降。當高聚物結晶度大于70%時，鏈段上的偶極的極化有時全被抑制，介電性能可降至低值，同樣的道理，非晶態高聚物在玻璃態下比在高彈態下具有更低的介質損耗。此外，高聚物中的增塑利、雜質等對介電性能也有很大景響。
