材料介電常數改變會影響共振頻率嗎

2022-08-25 14:51:09 字數 5125 閱讀 4840

1樓:斜陽紫煙

當然。介電常數改變,就會改變電容的電容量。

2樓:熱情的小同學呀

影響因素:

1 表面微帶線及特性阻抗

表面微帶線的特性阻抗值較高並在實際中廣泛採用,它的外層為控制阻抗的訊號線面,它和與之相鄰的基準面之間用絕緣材料隔開。

特性阻抗的計算公式為:

z0=87/sqrt(εr+1.41)×ln[(5.98h)/(0.8w+t)] (1)

z0:印刷導線的特性阻抗:

εr:絕緣材料的介電常數:

h:印刷導線與基準面之間的介質厚度:

w:印刷導線的寬度:

t:印刷導線的厚度。

從公式(1)可以看出,影響特性阻抗的主要因素是:(1)介質常數εr;(2)介質厚度h;(3)導線寬度w;(4)導線厚度t等。因而可知,特性阻抗與基板材料(覆銅板材)關係是非常密切的,故選擇基板材料在pcb設計中非常重要。

2 材料的介電常數及其影響

材料的介電常數是材料的生產廠家在頻率為1 mhz下測量確定的。不同生產廠家生產的同種材料由於其樹脂含量不同而不同。本研究以環氧玻璃布為例.研究了介電常數與頻率變化的關係。

介電常數是隨著頻率的增加而減小,所以在實際應用中應根據工作頻率確定材料的介電常數,一般選用平均值即可滿足要求。訊號在介質材料中傳輸速度將隨著介質常數增加而減小。因此要獲得高的訊號傳輸速度必須降低材料的介質常數。

同時要獲得高的傳輸速度就必須採用高的特性阻值,而高的特性阻抗必須選用低的介質常數材料。

3 導線寬度及厚度的影響

導線寬度是影響特性阻抗變化的主要引數之一。

當導線寬度改變0.025mm時.就會引起阻抗值相應的變化5~6ω。而在實際生產中如果控制阻抗的訊號線面使用18um銅箔,可允許的導線寬度變化公差為±0.

015mm。如果控制阻抗的變化公差為35um銅箔,可允許的導線寬度變化公差為±0.003 mm。

由此可見.生產中所允許的導線寬度變化會導致阻抗值發生很大的改變。導線的寬度是設計者根據多種設計要求確定的.它既要滿足導線載流量和溫升的要求.又要得到所期望的阻抗值。這就要求生產者在生產中應該保證線寬符合設計要求,並使其變化在公差範圍內.以適應阻抗的要求。

導線厚度也是根據導體所要求的載流量以及允許的溫升確定的。在生產中為了滿足使用要求.鍍層厚度一般平均為25um。導線厚度等於銅箔厚度加上鍍層厚度。

需要注意的是電鍍前一度要保證導線表面清潔,不應粘有殘餘物和修板油黑,而導致電鍍時銅沒有鍍上.使區域性導線厚度發生變化.影響特性阻抗值。另外,在刷板過程中,一定要小心操作,不要因此而改變了導線厚度,導致阻抗值發生變化。

4 介質厚度(h)的影響

從公式(1)中可看出,特性阻抗z0是與介質厚度的自然對數成正比的,因而可知介質厚度越厚,其z0越大.所以介質厚度是影響特性阻值的另一個主要因素。因為導線寬度和材料的介電常數在生產前就已經確定.導線厚度工藝要求也可作為一個定值.所以控制層壓厚度(介質厚度)是生產中控制特性阻抗的主要手段。特性阻抗值與介質厚度變化之間的關係。

當介質厚度改變0.025mm時.就會引起阻抗值相應的變化+5~8ω。而在實際生產過程中.所允許的每層層壓厚度變化將導致阻抗值發生很大的改變。

在實際生產中是選用不同型號的半固化片作為絕緣介質.根據半固化片的數量確定絕緣介質的厚度。以表面微帶線為例,確定相應工作頻率下絕緣材料的介電常數,然後利用公式計算出相應的z0,再根據使用者提出的導線寬度值和計算值z0,查出相對應的介質厚度,然後根據所選用的覆銅板和銅箔的厚度確定半固化片的型號和張數。

微帶線結構的設計比起帶狀線設計時,在相同介質厚度和材料下,具有較高的特性阻抗值.一般要大20~40ω。因此.對高頻和高速數字訊號傳輸大多采用微帶線結構的設計。同時.特性阻抗值將隨著介質厚度的增加而增大。

所以.對於特性阻抗值嚴格控制的高頻線路來說.對覆銅板的介質厚度的誤差應提出嚴格要求,一般來說,其介質厚度變化不超過10%。對於多層板來說.介質厚度還是個加工因素.特別是與多層層壓加工密切相關.因此.也應嚴密加以控制。

5 結論

在實際生產中,導線的寬度、厚度、絕緣材料的介電常數和絕緣介質厚度的稍微改變都會引起特性阻抗值發生變化.另外特性阻抗值還會與其它生產因素有關,所以,為了實現對特性阻抗的控制,生產者必須瞭解影響特性阻抗值變化的因素,掌握實際生產條件,根據設計者提出的要求,調整各個工藝引數,使其變化在所允許的公差範圍內,以得到期望的阻抗值。

物質的介電常數是不變的嗎 為什麼和頻率會有關係 在

3樓:吾羽皋傑

您好:物質的電介電常,可以將其認為是一個電容,因為這個值就是物質的電容值和真空的電容值的比值。而電容的阻抗特性就是隨頻率的變化而變化,所以介電常數也是會隨頻率變化而變化的。

如上,希望對你有所幫助,謝謝

4樓:命運終點

材料的介電常數形成主要是由某些極化引起的,所謂極化是某些偶極子定向排列產生,由於頻率的變化,偶極子隨外場反轉,當頻率很高,由於材料內部一定的阻力,使偶極子反轉跟不上電場的速度,就會形成一種馳豫,馳豫也是介質材料產生損耗的原因之一,高頻情況下,有些偶極子停止反轉,所以對介電常數的貢獻為零.材料中一般都存在好幾種極化方式,各種極化馳豫發生的頻段不一樣,所以總的來說,隨著頻率的升高,介電常數一般減小.

物質的介電常數是不變的嗎為什麼和頻率會有關係在不同

5樓:

您好:物質的電介電常,可以將其認為是一個電容,因為這個值就是物質的電容值和真空的電容值的比值。而電容的阻抗特性就是隨頻率的變化而變化,所以介電常數也是會隨頻率變化而變化的。

如上,希望對你有所幫助,謝謝

高中電容器介電常數,是在兩極板之間放任何物質都比真空或空氣中的大嗎?也就說真空或空氣的介電常數最小

6樓:哈哈和和哈哈哈

介電常數:雲母6-8,玻璃4-11,空氣1,陶瓷6

7樓:巨蟹

單純作為電容器的介質的物質來說,回答是「yes」。即任何放在兩極板之間作為電容介質的物質的介電常數都比空氣/真空大。

但如果是擴大到所有的物質的話,介電常數(實部)小於1,甚至負數的物質很多,比如導電金屬物質的介電常數(誘電率)就是負數。

物質的介電常數的物理含義是指物質「保持電荷的能力」,換種說法就是「阻擋電荷移動(絕緣??)的能力「。從這點來理解的話,可能會有啟發的

8樓:

介電常數是一個複數,有實部和虛部。這裡你所說的是覆電介質的近似。(低頻下虛部很小)介電常數的實部範圍是從負值到正值都有的。

金屬的介電常數的虛部在低頻率波段可以趨近於正無窮。電介質的介電常數在共振頻率附近可以從正值,變為負值。(此頻段可以接近於0,也就是說可以小於真空介電常數)介電常數的大小受外電場頻率的影響,受材料性質的影響(材料電子和晶格性質)。

這些結論都基於麥克斯韋方程的求解。對於電介質,有洛倫茲模型(束縛電子),對於金屬是德魯德模型(自由電子氣)。在量子力學中有索墨菲模型和bloch波...

9樓:光書文

介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場,介質中電場與原外加電場(真空中)的比值即為相對介電常數(permittivity, 不規範稱 dielectric constant),又稱誘電率,與頻率相關。介電常數是相對介電常數與真空中絕對介電常數乘積。如果有高介電常數的材料放在電場中,電場的強度會在電介質內有可觀的下降,理想導體內部由於靜電遮蔽場強總為零,故其介電常數為無窮。

介電常數(又稱電容率),以ε表示,ε=εr*ε0,ε0為真空絕對介電常數,ε0=8.85*10^(-12)f/m。需要強調的是,一種材料的介電常數值與測試的頻率密切相關。

一個電容板中充入介電常數為ε的物質後電容變大εr倍。電介質有使空間比起實際尺寸變得更大或更小的屬性。例如,當一個電介質材料放在兩個電荷之間,它會減少作用在它們之間的力,就像它們被移遠了一樣。

當電磁波穿過電介質,波的速度被減小,有更短的波長。根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常,介電常數大於3.

6的物質為極性物質;介電常數在2.8~3.6範圍內的物質為弱極性物質;介電常數小於2.

8為非極性物質。 "介電常數" 在工具書中的解釋: 1.

又稱電容率或相對電容率,表徵電介質或絕緣材料電效能的一個重要資料,常用ε表示。它是指在同一電容器中用同一物質為電介質和真空時的電容的比值,表示電介質在電場中貯存靜電能的相對能力。對於介電材料,相對介電常數愈小絕緣性愈好。

空氣和cs2的ε值分別為1.0006和2.6左右,而水的ε值特別大,10℃時為 83.

83,與溫度有關。 2.介電常數是物質相對於真空來說增加電容器電容能力的度量。

介電常數隨分子偶極矩和可極化性的增大而增大。在化學中,介電常數是溶劑的一個重要性質,它表徵溶劑對溶質分子溶劑化以及隔開離子的能力。介電常數大的溶劑,有較大隔開離子的能力,同時也具有較強的溶劑化能力。

介電常數用ε表示,一些常用溶劑的介電常數見下表: "介電常數" 在學術文獻中的解釋: 1.

介電常數是指物質保持電荷的能力,損耗因數是指由於物質的分散程度使能量損失的大小。理想的物質的兩項引數值較小文獻**介電常數與頻率變化的關係2.其介質常數具有複數形式,實數部分稱為介電常數,虛數部分稱為損耗因子.

通常用損耗正切值(損耗因子與介電常數之比)來表示材料與微波的耦合能力,損耗正切值越大,材料與微波的耦合能力就越強 3.介電常數是指在同一電容器中用某一物質為電介質與該物質在真空中的電容的比值.在高頻線路中訊號傳播速度的公式如下:

v=k 4.為簡單起見,後面將相對介電常數均稱為介電常數.反射脈衝訊號的強度,與介面的波反射係數和透射波的衰減係數有關,主要取決於周圍介質與反射體的電導率和介電常數。

電場頻率對極化、介電常數和介質損耗有何影響

10樓:超愛飛的貓

電場頻率的影響 與材料的動態力學效能相似,高分子材料的介電效能也隨交變電場頻率而變。當電場頻率較低時(ω→0,相當於高溫),電子極化、原子極化和取向極化都跟得上電場的變化,因此取向程度高,介電係數 大,介電損耗小( →0),見圖4-76。在高頻區(光頻區),只有電子極化能跟上電場的變化,偶極取向極化來不及進行(相當於低溫),介電係數 降低到只有原子極化、電子極化所貢獻的值,介電損耗 也很小。

在中等頻率範圍內,偶極子一方面能跟著電場變化而運動,但運動速度又不能完全適應電場的變化,偶極取向的位相落後於電場變化的位相,一部分電能轉化為熱能而損耗,此時 增大,出現極大值,而介電係數 隨電場頻率增高而下降。除去布朗運動的影響外,電場頻率與溫度對介電效能的影響符合時間-溫度等效原理。

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