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水在不同温度下的密度粘度介电常数

水在不同温度下的密度粘度介电常数
水在不同温度下的密度粘度介电常数

表中水的密度为不含有空气的纯水在标准大气压(101.325kPa)下的密度值。

水的离子积常数K w = αH+·αOH-,且αH+ = αOH-。

水在不同温度下的密度、粘度、介电常数和离子积常数K w值

Densities, Viscosities, Dielectric Constants and Ionic Product Constants of Water at

Different Temperatures

介电常数

介电常数 求助编辑 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity),又称诱电率。如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降。 目录 编辑本段简介 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为相对介电常数(permittivity),又称相对电容率,以εr表示。如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降。介电常数(又称电容率),以ε表示,ε=εr*ε0,ε0为真空绝对介电常数,ε0=8.85*e-12,F/m。 一个电容板中充入介电常数为ε的物质后电容变大ε倍。 介电常数 电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如,当一个电介质材料放在两个电荷之间,它会减少作用在它们之间的力,就像它们被移远了一样。 当电磁波穿过电介质,波的速度被减小,有更短的波长。 相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。然后,用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后侧得电容Cx。然后相对介电常数可以用下式计算εr=Cx/C0

编辑本段相关解释 "介电常数" 在工具书中的解释 1.又称电容率或相对电容率,表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据,常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值,表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。介电常数愈小绝缘性愈好。空气和CS2的ε值分别为1.0006和 2.6左右,而水的ε值特别大,10℃时为 8 3.83,与温度t的关系是 介电常数 查看全文 2.介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中,介电常数是溶剂的一个重要性质,它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂,有较大隔开离子的能力,同时也具有较强的溶剂化能力。介电常数用ε表示,一些常用溶剂的介电常数见下表: "介电常数" 在学术文献中的解释

完整word版,介电常数与好三因素间的关系

介电常数与耗散因数间的关系 介电常数又称电容率或相对电容率,是表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据,常用ε表示。介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数。其表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力,例如一个电容板中充入介电常数为ε的物质后可使其电容变大ε倍。介电常数愈小绝缘性愈好。如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降。介电常数还用来表示介质的极化程度,宏观的介电常数的大小,反应了微观的极化现象的强弱。气体电介质的极化现象比较弱,各种气体的相对介电常数都接近1,液体、固体的介电常数则各不相同,而且介电常数还与温度、电源频率有关有些物质介电常数具有复数形式,其实部即为介电常数,虚数部分常称为耗散因数。 通常将耗散因数与介电常数之比称作耗散角正切,其可表示材料与微波的耦合能力,耗散角正切值越大,材料与微波的耦合能力就越强。例如当电磁波穿过电解质时,波的速度被减小,波长也变短了。 介质损耗是指置于交流电场中的介质,以内部发热的形式表现出来的能量损耗。介质损耗角是指对介质施加交流电压时,介质内部流过的电流相量与电压向量之间的夹角的余角。介质损耗角正切是对电介质施加正弦波电压时,外施电压与相同频率的电流之间相角的余角δ的正切值--tgδ. 其物理意义是:每个周期内介质损耗的能量//每个

周期内介质存储的能量。 介电损耗角正切常用来表征介质的介电损耗。介电损耗是指电介质在交变电场中,由于消耗部分电能而使电介质本身发热的现象。原因是电介质中含有能导电的载流子,在外加电场作用下,产生导电电流,消耗掉一部分电能,转为热能。任何电介质在电场作用下都有能量损耗,包括由电导引起的损耗和由某些极化过程引起的损耗。 用tgδ作为综合反应介质损耗特性优劣的指标,其是一个仅仅取决于材料本身的损耗特征而与其他因素无关的物理量,tgδ的增大意味着介质绝缘性能变差,实践中通常通过测量tgδ来判断设备绝缘性能的好坏。 由于介电损耗的作用电解质在交变电场作用下将长生热量,这些热会使电介质升温并可能引起热击穿,因此,在绝缘技术中,特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合,应尽量采用介质损耗因数,即电介质损耗角正切tgδ较低的材料。但是,电介质损耗也可用作一种电加热手段,即利用高频电场(一般为0.3--300兆赫兹)对介电常数大的材料(如木材、纸张、陶瓷等)进行加热。这种加热由于热量产生在介质内部,比外部加热速度更快、热效率更高,而且热均匀。频率高于300兆赫时,达到微波波段,即为微波加热(家用微波炉即据此原理)。 在绝缘设计时,必须注意材料的tgδ值。若tgδ过大则会引起严重发热,使绝缘材料加速老化,甚至导致热击穿。 一下例举一些材料的ε值:

PCB介电常数常识

1、我们常用的PCB介质是FR4材料的,相对空气的介电常数是4.2-4.7。这个介电常数是会随温度变化的,在0-70度的温度范围内,其最大变化范围可以达到20%。介电常数的变化会导致线路延时10%的变化,温度越高,延时越大。介电常数还会随信号频率变化,频率越高介电常数越小。100M以下可以用4.5计算板间电容以及延时。 2、一般的FR4材料的PCB板中内层信号的传输速度为180ps/inch(1inch=1000mil=2.54cm)。表层一般要视情况而定,一般介于140与170之间。 3、实际的电容可以简单等效为L、R、C串联,电容有一个谐振点,在高频时(超过这个谐振点)会呈现感性,电容的容值和工艺不同则这个谐振点不同,而且不同厂家生产的也会有很大差异。这个谐振点主要取决于等效串联电感。现在的比如一个100nF的贴片电容等效串联电感大概在0.5nH左右,ESR(等效串联电阻)值为0.1欧,那么在24M 左右时滤波效果最好,对交流阻抗为0.1欧。而一个1nF的贴片电容等效电感也为0.5nH(不同容值差异不太大),E SR为0.01欧,会在200M左右有最好的滤波效果。为达好较好的滤波效果,我们使用不同容值的电容搭配组合。但是,由于等效串联电感与电容的作用,会在24M与200M之间有一个谐振点,在这个谐振点上有最大阻抗,比单个电容的阻抗还要大。这是我们不希望得到的结果。(在24M到200M这一段,小电容呈容性,大电容已经呈感性。两个电容并联已经相当于LC并联。两个电容的ESR值之和为这个LC回路的串阻。LC并联的话如果串阻为0,那么在谐振点上会有一个无穷大的阻抗,在这个点上有最差的滤波效果。这个串阻反倒会抑制这种并联谐振现象,从而降低LC谐振器在谐振点的阻抗)。为减轻这个影响,可以酌情使用ESR大些的电容。ESR相当于谐振网络里的串阻,可以降低Q值,从而使频率特性平坦一些。增大ESR会使整体阻抗趋于一致。低于24M的频段和高于200M的频段上,阻抗会增加,而在24M与200M频段内,阻抗会降低。所以也要综合考虑板子开关噪声的频带。国外的一些设计有的板子在大小电容并联的时候在小电容(680pF)上串几欧的电阻,很可能是出于这种考虑。(从上面的参数看,1nF的电容Q值是100nF电容Q值的10倍。由于手头没有来自厂商的具体等效串感和ESR的值,所以上面例子的参数是根据以往看到的资料推测的。但是偏差应该不会太大。以往多处看到的资料都是1nF和100nF的瓷片电容的谐振频率分别为100M和10M,考虑贴片电容的L要小得多,而又没有找到可靠的值,为讲着方便就按0.5nH计算。如果大家有具体可靠的值的话,还希望能发上来^_^) 介电常数(Dk, ε,Er)决定了电信号在该介质中传播的速度。电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。介电常数越低,信号传送速度越快。我们作个形象的比喻,就好想你在海滩上跑步,水深淹没了你的脚踝,水的粘度就是介电常数,水越粘,代表介电常数越高,你跑的也越慢。 介电常数并不是非常容易测量或定义,它不仅与介质的本身特性有关,还与测试方法,测试频率,测试前以及测试中的材料状态有关。介电常数也会随温度的变化而变化,有些特别的材料在开发中就考虑到温度的因素.湿度也是影响介电常数的一个重要因素,因为水的介电常数是70,很少的水分,会引起显著的变化. 以下是一些典型材料的介电常数(在1Mhz下):

氢氧化钠水溶液的密度和浓度对照表(仅供参照)

氢氧化钠水溶液的密度和浓度对照表 密度ρ20 kg/m3 浓度密度ρ20 kg/m3 浓度 %(质量)kmol/m3%(质量)kmol/m3 1000 0.159 0.040 1270 24.65 7.824 1010 1.045 0.264 1280 25.56 8.178 1020 1.94 0.494 1290 26.48 8.539 1030 2.84 0.731 1300 27.41 8.906 1040 3.75 0.971 1310 28.33 9.278 1050 4.66 1.222 1320 29.26 9.656 1060 5.56 1.474 1330 30.20 10.04 1070 6.47 1.731 1340 31.14 10.43 1080 7.38 1.992 1350 32.10 10.83 1090 8.28 2.257 1360 33.06 11.24 1100 9.19 2.527 1370 34.03 11.65 1110 10.10 2.802 1380 35.01 12.08 1120 11.01 3.082 1390 36.00 12.51 1130 11.92 3.367 1400 36.99 12.95 1140 12.83 3.655 1410 37.99 13.39 1150 13.73 3.947 1420 38.99 13.84 1160 14.64 4.244 1430 40.00 14.30 1170 15.54 4.545 1440 41.03 14.77 1180 16.44 4.850 1450 42.07 15.25 1190 17.35 5.160 1460 43.12 15.74 1200 18.26 5.476 1470 44.17 16.23 1210 19.16 5.796 1480 45.22 16.73 1220 20.07 6.122 1490 46.27 17.23 1230 20.98 6.451 1500 47.33 17.75 1240 21.90 6.788 1510 48.38 18.26 1250 22.82 7.129 1520 49.44 18.78 1260 23.73 7.475 1530 50.50 19.31

介电常数

介电常数 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,介质中电场与原外加电场(真空中)的比值即为相对介电常数(permittivity,不规范称dielectric constant),又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中,电场的强度会在电介质内有可观的下降,理想导体内部由于静电屏蔽场强总为零,故其介电常数为无穷。 介电常数(又称电容率),以ε表示,ε=εr*ε0,ε0为真空绝对介电常数,ε0=8.85*10^(-12)F/m。需要强调的是,一种材料的介电常数值与测试的频率密切相关。 一个电容板中充入介电常数为ε的物质后电容变大εr倍。电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如,当一个电介质材料放在两个电荷之间,它会减少作用在它们之间的力,就像它们被移远了一样。 当电磁波穿过电介质,波的速度被减小,有更短的波长。 根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常,介电常数大于3.6的物质为极性物质;介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质;介电常数小于2.8为非极性物质。 测量方法 相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:首先在两块极板之间为真空的时候测试电容器的电容C0。然后,用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容Cx。然后相对介电常数可以用下式计算 εr=Cx/C0 在标准大气压下,不含二氧化碳的干燥空气的相对电容率εr=1.00053.因此,用这种电极构形在空气中的电容Ca来代替C0来测量相对电容率εr时,也有足够的准确度。(参考GB/T 1409-2006) 对于时变电磁场,物质的介电常数和频率相关,通常称为介电系数。 "介电常数" 在工具书中的解释: 1.又称电容率或相对电容率,表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据,常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值,表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。对于介电材料,相对介电常数愈小绝缘性愈好。空气和CS2的ε值分别为1.0006和 2.6左右,而水的ε值特别大,10℃时为8 3.83,与温度有关。 2.介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中,介电常数是溶剂的一个重要性质,它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂,有较大隔开离子的能力,同时也具有较强的溶剂化能力。介电常数用ε表示,一些常用溶剂的介电常数见下表: "介电常数" 在学术文献中的解释: 1.介电常数是指物质保持电荷的能力,损耗因数是指由于物质的分散程度使能量损失的大小。理想的物质的两项参数值较小 文献来源介电常数与频率变化的关系2.其介质常数具有复数形式,实数部分称为介电常数,虚数部分称为损耗因子.通常用损耗正切值(损耗因子与介电常数之比)来表示材料与微波的耦合能力,损耗正切值越大,材料与微波的耦合能力就越强

水的密度和黏度虽温度变化

水密度随温度变化表 t(℃) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 999.840 999.846 999.853 999.859 999.865 999.871 999.877 999.883 999.888 999.893 1 999.898 999.904 999.908 999.913 999.917 999.921 999.925 999.929 999.933 999.937 2 999.940 999.94 3 999.946 999.949 999.952 999.95 4 999.956 999.959 999.961 999.962 3 999.96 4 999.966 999.967 999.968 999.969 999.970 999.971 999.971 999.972 999.972 4 999.972 999.972 999.972 999.971 999.971 999.970 999.969 999.968 999.967 999.965 5 999.964 999.962 999.960 999.958 999.95 6 999.954 999.951 999.949 999.946 999.943 6 999.940 999.93 7 999.934 999.930 999.926 999.923 999.919 999.915 999.910 999.906 7 999.901 999.897 999.892 999.887 999.882 999.877 999.871 999.866 999.880 999.854 8 999.848 999.842 999.836 999.829 999.823 999.816 999.809 999.802 999.795 999.788 9 999.781 999.773 999.765 999.758 999.750 999.742 999.734 999.725 999.717 999.708 10 999.699 999.691 999.682 999.672 999.663 999.654 999.644 999.634 999.625 999.615 11 999.605 999.595 999.584 999.574 999.563 999.553 999.542 999.531 999.520 999.508 12 999.497 999.486 999.474 999.462 999.450 999.439 999.426 999.414 999.402 999.389 13 999.377 999.384 999.351 999.338 999.325 999.312 999.299 999.285 999.271 999.258 14 999.244 999.230 999.216 999.202 999.187 999.173 999.158 999.144 999.129 999.114 15 999.099 999.084 999.069 999.053 999.038 999.022 999.006 998.991 998.975 998.959 16 998.943 998.926 998.910 998.893 998.876 998.860 998.843 998.826 998.809 998.792 17 998.774 998.757 998.739 998.722 998.704 998.686 998.668 998.650 998.632 998.613 18 998.595 998.576 998.557 998.539 998.520 998.501 998.482 998.463 998.443 998.424 19 998.404 998.385 998.365 998.345 998.325 998.305 998.285 998.265 998.244 998.224 20 998.203 998.182 998.162 998.141 998.120 998.099 998.077 998.056 998.035 998.013 21 997.991 997.970 997.948 997.926 997.904 997.882 997.859 997.837 997.815 997.792 22 997.769 997.747 997.724 997.701 997.678 997.655 997.631 997.608 997.584 997.561 23 997.537 997.513 997.490 997.466 997.442 997.417 997.393 997.396 997.344 997.320 24 997.295 997.270 997.246 997.221 997.195 997.170 997.145 997.120 997.094 997.069 t(℃) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 25 997.043 997.018 996.992 996.966 996.940 996.914 996.888 996.861 996.835 996.809 26 996.782 996.755 996.729 996.702 996.675 996.648 996.621 996.594 996.566 996.539 27 996.511 996.484 996.456 996.428 996.401 996.373 996.344 996.316 996.288 996.260 28 996.231 996.203 996.174 996.146 996.117 996.088 996.059 996.030 996.001 996.972 29 995.943 995.913 995.884 995.854 995.825 995.795 995.765 995.753 995.705 995.675 30 995.645 995.615 995.584 995.554 995.523 995.493 995.462 995.431 995.401 995.370 31 995.339 995.307 995.276 995.245 995.214 995.182 995.151 995.119 995.087 995.055 32 995.024 994.992 994.960 994.927 994.895 994.863 994.831 994.798 994.766 994.733 33 994.700 994.667 994.635 994.602 994.569 994.535 994.502 994.469 994.436 994.402 34 994.369 994.335 994.301 994.267 994.234 994.200 994.166 994.132 994.098 994.063 35 994.029 993.994 993.960 993.925 993.891 993.856 993.821 993.786 993.751 993.716 36 993.681 993.646 993.610 993.575 993.540 993.504 993.469 993.433 993.397 993.361 37 993.325 993.280 993.253 993.217 993.181 993.144 993.108 993.072 993.035 992.999 38 992.962 992.925 992.888 992.851 992.814 992.777 992.740 992.703 992.665 992.628 39 992.591 992.553 992.516 992.478 992.440 992.402 992.364 992.326 992.288 992.250

水的温度与密度关系表

水的温度与密度关系表 t(℃) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 999.840 999.846 999.853 999.859 999.865 999.871 999.877 999.883 999.888 999.893 1 999.898 999.904 999.908 999.913 999.917 999.921 999.925 999.929 999.933 999.937 2 999.940 999.94 3 999.946 999.949 999.952 999.95 4 999.956 999.959 999.961 999.962 3 999.96 4 999.966 999.967 999.968 999.969 999.970 999.971 999.971 999.972 999.972 4 999.972 999.972 999.972 999.971 999.971 999.970 999.969 999.968 999.967 999.965 5 999.964 999.962 999.960 999.958 999.95 6 999.954 999.951 999.949 999.946 999.943 6 999.940 999.93 7 999.934 999.930 999.926 999.923 999.919 999.915 999.910 999.906 7 999.901 999.897 999.892 999.887 999.882 999.877 999.871 999.866 999.880 999.854 8 999.848 999.842 999.836 999.829 999.823 999.816 999.809 999.802 999.795 999.788 9 999.781 999.773 999.765 999.758 999.750 999.742 999.734 999.725 999.717 999.708 10 999.699 999.691 999.682 999.672 999.663 999.654 999.644 999.634 999.625 999.615 11 999.605 999.595 999.584 999.574 999.563 999.553 999.542 999.531 999.520 999.508 12 999.497 999.486 999.474 999.462 999.450 999.439 999.426 999.414 999.402 999.389 13 999.377 999.384 999.351 999.338 999.325 999.312 999.299 999.285 999.271 999.258 14 999.244 999.230 999.216 999.202 999.187 999.173 999.158 999.144 999.129 999.114 15 999.099 999.084 999.069 999.053 999.038 999.022 999.006 998.991 998.975 998.959 16 998.943 998.926 998.910 998.893 998.876 998.860 998.843 998.826 998.809 998.792 17 998.774 998.757 998.739 998.722 998.704 998.686 998.668 998.650 998.632 998.613 18 998.595 998.576 998.557 998.539 998.520 998.501 998.482 998.463 998.443 998.424 19 998.404 998.385 998.365 998.345 998.325 998.305 998.285 998.265 998.244 998.224 20 998.203 998.182 998.162 998.141 998.120 998.099 998.077 998.056 998.035 998.013 21 997.991 997.970 997.948 997.926 997.904 997.882 997.859 997.837 997.815 997.792 22 997.769 997.747 997.724 997.701 997.678 997.655 997.631 997.608 997.584 997.561 23 997.537 997.513 997.490 997.466 997.442 997.417 997.393 997.396 997.344 997.320 24 997.295 997.270 997.246 997.221 997.195 997.170 997.145 997.120 997.094 997.069 t(℃) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 25 997.043 997.018 996.992 996.966 996.940 996.914 996.888 996.861 996.835 996.809 26 996.782 996.755 996.729 996.702 996.675 996.648 996.621 996.594 996.566 996.539 27 996.511 996.484 996.456 996.428 996.401 996.373 996.344 996.316 996.288 996.260 28 996.231 996.203 996.174 996.146 996.117 996.088 996.059 996.030 996.001 996.972 29 995.943 995.913 995.884 995.854 995.825 995.795 995.765 995.753 995.705 995.675 30 995.645 995.615 995.584 995.554 995.523 995.493 995.462 995.431 995.401 995.370 31 995.339 995.307 995.276 995.245 995.214 995.182 995.151 995.119 995.087 995.055 32 995.024 994.992 994.960 994.927 994.895 994.863 994.831 994.798 994.766 994.733 33 994.700 994.667 994.635 994.602 994.569 994.535 994.502 994.469 994.436 994.402 34 994.369 994.335 994.301 994.267 994.234 994.200 994.166 994.132 994.098 994.063 35 994.029 993.994 993.960 993.925 993.891 993.856 993.821 993.786 993.751 993.716 36 993.681 993.646 993.610 993.575 993.540 993.504 993.469 993.433 993.397 993.361 37 993.325 993.280 993.253 993.217 993.181 993.144 993.108 993.072 993.035 992.999 38 992.962 992.925 992.888 992.851 992.814 992.777 992.740 992.703 992.665 992.628 39 992.591 992.553 992.516 992.478 992.440 992.402 992.364 992.326 992.288 992.250

焓值密度与温度对应表

附录A (标准的附录)水的密度和焓值表A1 当工作压力≤时,水的密度和焓值应采用表A1。表A1 P=,温度为1 ℃—150 ℃时水的密度和焓值表 温度(℃)密度(kg/ m 3 ) 焓 (kJ/kg) 温度 (℃) 密度(kg/ m 3 ) 焓 (kJ/kg) 温度 (℃) 密度(kg/ m 3 ) 焓 (kJ/kg) 1 51 101 2 52 102 3 53 103 4 54 104 5 55 105 6 56 106 7 57 107 8 58 108 9 59 109 10 60 110 11 61 111 12 62 112 13 63 113 14 64 114 15 65 115 16 66 116 17 67 117 18 68 118 19 69 119 20 70 120 21 71 121 22 72 122 23 73 123 24 74 124 25 75 125 26 76 126 27 77 127 28 78 128 29 79 129 30 80 130 31 81 131 32 82 132 33 83 133 34 84 134 35 85 135 续表A1 36 86 136 37 87 137 38 88 138 39 89 139

41 91 141 42 92 142 43 93 143 44 94 144 45 95 145 46 96 146 47 97 147 48 98 148 49 99 149 50 100 150 A2 当工作压力>,且≤时,水的密度和焓值应采用表A2。表A2 当P=时,温度为1 ℃—150 ℃水的密度和焓值表 温度(℃)密度 (kg/ m 3 ) 焓(kJ/kg) 温度 (℃) 密度 (kg/ m 3 ) 焓 (kJ/kg) 温度 (℃) 密度 (kg/ m 3 ) 焓(kJ/kg) 1 51 101 2 52 102 3 53 103 4 54 104 5 55 105 6 56 106 7 57 107 8 58 108 9 59 109 10 60 110 11 61 111 12 62 112 13 63 113 14 64 114 15 65 115 16 66 116 17 67 117 18 68 118 19 69 119 20 70 120 续表A2 21 71 121 22 72 122 23 73 123 24 74 124 25 75 125 26 76 126 27 77 127

阻抗中有关介电常数的探究2011

阻抗中有关介电常数的探究 最近我们厂的阻抗板连续被投诉了两单。客户发现我们板子的介电常数两个批次不一样,而且不稳定。于是我们不得不重新重视我们厂对于介电常数的界定 业界习惯把FR4的介电常数界定在4.2-4.3之间,但具体是多少,很少有人能说出个所以然来。这次我们的课题中就包括了对我们厂FR4板材的介电常数的推算。具体办法就是,采集物理实验室的阻抗测试报告的数据。由测试结果反推出板材的介电常数。 介电常数跟很多因素有关,包括温度,湿度,板材本身的属性,测试时所用的信号频率等等。影响板材介电常数最大的两个因数除了板材本身的属性外就是测试频率了。一般来讲,测试频率越高,介电常数就越低,当频率大于3G时,f的变化就很小了,基本趋向于稳定了。 要想彻底弄懂介电常数就必须了解阻抗测试仪的测试原理,但目前我手头上有关这方面的资料很少,希望各位大虾们能跟进共享。 好了先写到这里吧,我要去上班了。后续的试验过程我会陆续发出,希望我们能共同把这个课题做好! 1、我们常用的PCB介质是FR4材料的,相对空气的介电常数是4.2-4.7。这个介电常数是会随温度变化的,在0-70度的温度范围内,其最大变化范围可以达到20%。介电常数的变化会导致线路延时10%的变化,温度越高,延时越大。介电常数还会随信号频率变化,频率越高介电常数越小。100M以下可以用4.5计算板间电容以及延时。 2、一般的FR4材料的PCB板中内层信号的传输速度为180ps/inch(1inch=1000mil=2.54cm)。表层一般要视情况而定,一般介于140与170之间。 3、实际的电容可以简单等效为L、R、C串联,电容有一个谐振点,在高频时(超过这个谐振点)会呈现感性,电容的容值和工艺不同则这个谐振点不同,而且不同厂家生产的也会有很大差异。这个谐振点主要取决于等效串联电感。现在的比如一个100nF的贴片电容等效串联电感大概在0.5nH左右,ESR(等效串联电阻)值为0.1欧,那么在24M左右时滤波效果最好,对交流阻抗为0.1欧。而一个1nF的贴片电容等效电感也为0.5nH(不同容值差异不太大),ESR为0.01欧,会在200M左右有最好的滤波效果。为达好较好的滤波效果,我们使用不同容值的电容搭配组合。但是,由于等效串联电感与电容的作用,会在24M与200M之间有一个谐振点,在这个谐振点上有最大阻抗,比单个电容的阻抗还要大。这是我们不希望得到的结果。(在24M到200M这一段,小电容呈容性,大电容已经呈感性。两个电容并联已经相当于LC并联。两个电容的ESR值之和为这个LC回路的串阻。LC并联的话如果串阻为0,那么在谐振点上会有一个无穷大的阻抗,在这个点上有最差的滤波效果。这个串阻反倒会抑制这种并联谐振现象,从而降低LC谐振器在谐振点的阻抗)。为减轻这个影响,可以酌情使用ESR大些的电容。ESR相当于谐振网络里的串阻,可以降低Q值,从而使频率特性平坦一些。增大ESR会使整体阻抗趋于一致。低于24M的频段和高于200M的频段上,阻抗会增加,而在24M与200M频段内,阻抗会降低。所以也要综合考虑板子开关噪声的频带。国外的一些设计有的板子在大小电容并联的时候在小电容(680pF)上串几欧的电阻,很可能是出于这种考虑。(从上面的参数看,1nF的电容Q值是100nF电容Q值的10倍。由于手头没有来自厂商的具体等效串感和ESR的值,所以上面例子的参数是根据以往看到的资料推测的。但是偏差应该不会太大。以往多处看到的资料都是1nF和100nF的瓷片电容的谐振频率分别为100M和10M,考虑贴片电容的L要小得多,而又没有找到可靠的值,为讲着方便就按0.5nH计算。如果大家有具体可靠的值的话,还希望能发上来^_^) 介电常数(Dk, ε,Er)决定了电信号在该介质中传播的速度。电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。介电常数越低,信号传送速度越快。我们作个形象的比喻,就好想你在海滩上跑步,水深淹没了你的脚踝,水的粘度就是介电常数,水越粘,代表介电常数越高,你跑的也越慢。 介电常数并不是非常容易测量或定义,它不仅与介质的本身特性有关,还与测试方法,测试频率,测试前以及测试中的材料状态有关。介电常数也会随温度的变化而变化,有些特别的材料在开发中就考虑到温度的因素.湿度也是影响介电常数的一个重要因素,因为水的介电常数是70,很少的水分,会引起显著的变化. 以下是一些典型材料的介电常数(在1Mhz下):

不同压力、温度条件下水的密度

水的密度 表2.4.1? 水的密度3) 压力温度℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.001 999.800 --------- 0.005 999.800 0 999.7000 998.3 028 ------- 0.01 999.800 0 999.8000 998.3 029 995. 7184 992. 2604 ----- 0.05 999.800 0 999.8000 998.3 029 995. 7184 962. 2604 988 .04 47 983.18 75 977.70 83 971.62 84 - 0.1 999.800 0 999.8000 998.3 029 995. 7184 992. 2604 988 .04 47 983.18 75 977.70 83 971.62 84 965.15 78 0.15 999.900 0 999.8000 998.3 029 995. 8176 992. 3588 988 .04 47 983.18 75 977.70 83 971.72 29 965.15 78 0.20 999.900 0 999.8000 998.4 026 995. 8176 992. 3588 988 .14 23 983.18 75 977.70 83 971.72 29 965.15 78 0.25 999.900 0 999.9000 998.4 026 995. 8176 992. 3588 988 .14 23 983.28 42 977.80 39 971.72 29 965.15 78 0.3 999.900 0 999.9000 998.4 026 995. 8176 992. 3588 988 .14 983.28 42 977.80 39 971.72 29 965.25 10

水的温度与密度关系表

t(℃) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 999.840 999.846 999.853 999.859 999.865 999.871 999.877 999.883 999.888 999.893 1 999.898 999.904 999.908 999.913 999.917 999.921 999.925 999.929 999.933 999.937 2 999.940 999.94 3 999.946 999.949 999.952 999.95 4 999.956 999.959 999.961 999.962 3 999.96 4 999.966 999.967 999.968 999.969 999.970 999.971 999.971 999.972 999.972 4 999.972 999.972 999.972 999.971 999.971 999.970 999.969 999.968 999.967 999.965 5 999.964 999.962 999.960 999.958 999.95 6 999.954 999.951 999.949 999.946 999.943 6 999.940 999.93 7 999.934 999.930 999.926 999.923 999.919 999.915 999.910 999.906 7 999.901 999.897 999.892 999.887 999.882 999.877 999.871 999.866 999.880 999.854 8 999.848 999.842 999.836 999.829 999.823 999.816 999.809 999.802 999.795 999.788 9 999.781 999.773 999.765 999.758 999.750 999.742 999.734 999.725 999.717 999.708 10 999.699 999.691 999.682 999.672 999.663 999.654 999.644 999.634 999.625 999.615 11 999.605 999.595 999.584 999.574 999.563 999.553 999.542 999.531 999.520 999.508 12 999.497 999.486 999.474 999.462 999.450 999.439 999.426 999.414 999.402 999.389 13 999.377 999.384 999.351 999.338 999.325 999.312 999.299 999.285 999.271 999.258 14 999.244 999.230 999.216 999.202 999.187 999.173 999.158 999.144 999.129 999.114 15 999.099 999.084 999.069 999.053 999.038 999.022 999.006 998.991 998.975 998.959

海洋温度,盐度和密度的分布与变化

3.4.1海洋温度、盐度和密度的分布与变化 世界大洋的温度、盐度和密度的时空分布和变化,是海洋学研究最基本的内容之一。它几乎与海洋中所有现象都有密切的联系。 从宏观上看,世界大洋中温、盐、密度场的基本特征是,在表层大致沿纬向呈带状分布,即东—西方向上量值的差异相对很小;而在经向,即南—北方向上的变化却十分显著。在铅直方向上,基本呈层化状态,且随深度的增加其水平差异逐渐缩小,至深层其温、盐、密的分布均匀。它们在铅直方向上的变化相对水平方向上要大得多,因为大洋的水平尺度比其深度要大几百倍至几千倍。图3—10为大洋表面温、盐、密度平均值随纬度的变化。 一、海洋温度的分布与变化 对整个世界大洋而言,约75%的水体温度在0~6℃之间,50%的水体温度在1.3~3.8℃之间,整体水温平均为3.8℃。其中,太平洋平均为3.7℃,大西洋4.0℃,印度洋为3.8℃。 当然,世界大洋中的水温,因时因地而异,比上述平均状况要复杂得多,且一般难以用解析表达式给出。因此,通常多借助于平面图、剖面图,用绘制等值线的方法,以及绘制铅直分布曲线,时间变化曲线等,将其三维时空结构分解成二维或者一维的结构,通过分析加以综合,从而形成对整个温度场的认识。这种研究方法同样适应于对盐度、密度场和其它现象的研究。

(一)海洋水温的平面(水平)分布 1.大洋表层的水温分布进入海洋中的太阳辐射能,除很少部分返回大气外,余者全被海水吸收,转化为海水的热能。其中约60%的辐射能被1m厚的表层吸收,因此海洋表层水温较高。 大洋表层水温的分布,主要决定于太阳辐射的分布和大洋环流两个因子。在极地海域结冰与融冰的影响也起重要作用。 大洋表层水温变化于-2~30℃之间,年平均值为17.4℃。太平洋最高,平均为19.1℃;印度洋次之,为1 7.0℃;大西洋为16.9℃。相比各大洋的总平均温度而言,大洋表层是相当温暖的。 各大洋表层水温的差异,是由其所处地理位置、大洋形状以及大洋环流的配置等因素所造成的。太平洋表层水温之所以高,主要因为它的热带和副热带的面积宽广,其表层温度高于25℃的面积约占66%;而大西洋的热带和副热带的面积小,表层水温高于25℃的面积仅占18%。当然,大西洋与北冰洋之间和太平洋与北冰洋之间相比,比较畅通,也是原因之一。 从表3—2可以看出,大洋在南、北两半球的表层水温有明显差异。北半球的年平均水温比南半球相同纬度带内的温度高2℃左右,尤其在大西洋南、北半球50°~70°之间特别明显,相差7℃左右。造成这种差异的原因,一方面由于南赤道流的一部分跨越赤道进入北半球;另一方面是由于北半球的陆地阻碍了北冰洋冷水的流入,而南半球则与南极海域直接联通。 表3-2三大洋每10°纬度带内表面水温的年平均值(℃)(据Defant,1961)

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