復(fù)介電常數(shù)的物理意義_復(fù)介電常數(shù) 天天通訊
1、在具有介電作用的同時(shí),巖石也具有導(dǎo)電作用。
2、結(jié)果就像電容器漏電一樣,除了位移電流,還存在傳導(dǎo)電流,造成損耗,電流與電壓的相位差不再是90°,而要小一些。
(資料圖)
3、這一現(xiàn)象可通過一個(gè)電容器來解釋和研究。
4、首先考慮一個(gè)極板間為真空的電容器(圖4-13a),電容量為C0,當(dāng)兩極板間加上交頻率為ω的正弦波交變電壓時(shí),流過電容器的電流為儲(chǔ)層巖石物理學(xué)其中虛數(shù)單位 ,表示I與V有90°的相位差如圖4-13b所示。
5、在電容器兩極板間填充以相對(duì)介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)(圖4-13c),則電容量將增大到C=εC0,而通過填充有電解質(zhì)的電容器的電流則變成儲(chǔ)層巖石物理學(xué)圖4-13 巖石的電容等效因?yàn)閷?shí)際的電介質(zhì)都有損耗,這時(shí)觀察到的電流I與電壓V的相位差總是略小于90°,如圖4-13d所示。
6、此處,我們?nèi)‰妷篤沿實(shí)軸方向,將實(shí)驗(yàn)觀察到的電流I的實(shí)軸分量寫為ωε″C0V,而把I的虛軸分量寫為iωε′C0V關(guān)系,其中ε′和ε″均為實(shí)數(shù)。
7、于是 與式(4-87)比較,可以得到儲(chǔ)層巖石物理學(xué)也就是說,只要將相對(duì)介電常數(shù)定義為復(fù)數(shù),就能描述在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象。
8、稱ε′為復(fù)相對(duì)介電常數(shù)的實(shí)部,ε″為虛部。
9、注意式(4-89)與一般復(fù)數(shù)表達(dá)式的區(qū)別,這里虛部采用負(fù)號(hào)而不是正號(hào),這樣做是為了使實(shí)際觀察到的ε″一般均為正值。
10、在電路技術(shù)中,一個(gè)實(shí)際的充滿電解質(zhì)的電容器在電路中的表現(xiàn)可以用等效電路來描述。
11、最簡單的等效電路就是一個(gè)電阻與一個(gè)電容的串聯(lián)或并聯(lián),只要他們的阻抗與實(shí)際的電容器是一致的(電阻和容抗)。
12、在一塊電介質(zhì)兩端施加交變電壓U(ω),則會(huì)產(chǎn)生電流I(ω),它們的比值z(ω)=U(ω)/I(ω)稱阻抗,而其倒數(shù)y(ω)=I(ω)/U(ω)稱導(dǎo)納,它們與頻率的關(guān)系取決于I(ω)。
13、為此,這里我們用理想的電路元件,即其值不隨頻率變化的電容C、電導(dǎo)G、電阻R和電感L組成各種等效電路,使得等效電路在交變電場作用下的頻率響應(yīng),與實(shí)際電介質(zhì)在交變電場作用下的效果一致。
14、從而通過等效電路來描述電介質(zhì)內(nèi)部的物理過程。
15、這里也可以像第四章第一節(jié)第四部分中那樣按照串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)等效電路研究復(fù)介電常數(shù)與阻抗和電容的關(guān)系,其做法是類似的。
16、這里只給出并聯(lián)等效電路的結(jié)果:儲(chǔ)層巖石物理學(xué)式中:Cp為并聯(lián)等效電路的電容;Rp為該等效電路的電阻。
17、阻容串聯(lián)等效電路與并聯(lián)電路參數(shù)之間存在如下的關(guān)系:儲(chǔ)層巖石物理學(xué)式中:Cs為串聯(lián)等效電路的電容;Rs為該等效電路的電阻。
18、損耗引起的相移角正切為儲(chǔ)層巖石物理學(xué)稱δ為損耗角,當(dāng)損耗不大時(shí),δ就等于ε″與ε′的比。
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