几种常见材料的介电常数比较

ssffzz1 · 发表于 2022-12-19 12:49:51

最近开始学习绕制变压器了，看到有各种的绕制秘方，用到的绝缘方法有层层垫纸，有绕组间垫纸，也有用玛拉胶带的，也有不建议用胶带的。
但各种方法的总体上就是：（1）减少漏感，提高耦合系数。（2）减少分布电容。

这里只考虑绕组间的绝缘材料对分布电容的影响，初次绕组可以看成两个电容极板，那么极板（假设距离一定）间的材料的介电常数就影响到电容的大小以及D值损耗，一般来说介电常数大的，D值损耗也大，电容量也大，总体质量就越差。

手里有TH2817A电桥，无奈没有那个测量介电常数的夹具，再说了就是有也未必做的那么规范。我这里就只能对各种手头有的材料做个比较，只能不大小，不能定量。

本来的想法是弄2个极板，中间依次垫入规定厚度的各种材料，由此看增加的电容量的多少来比较材料的节点常数，后来发现这个方法不可行。
（1）相同厚度的材料没法做到，加工很困难。
（2）做实验的精度也无法达到实验室级别。受干扰，每次操作的误差等无法保证。

后来发现不用这么复杂，直接看D值即可，材料厚度不同无非是导致电容量的差异，但是D值和这个关系没那么大。

jupeter · 发表于 2022-12-19 20:43:36

各种常见的介电常数表是现成的，不用测量，况且你现有的条件也测不准。不如从理论上多加理解，正确应用。

jupeter · 发表于 2022-12-19 21:15:48

本帖最后由 jupeter 于 2022-12-19 21:34 编辑

只要看相对介电常数就行了，真空为1，其他的都的以真空为标准进行比较。都大于1，所以插入任何介质，分布电容都呈现上升趋势。但可以挑选上升较小的。或是拉大极板间的距离。见公式 C=εS/4πkd。所以单独盯着分布电容看，就这种结果。
但是，分布电容的影响，还受电路的工作形态决定的，先举个例子，电桥都知道，平衡的时候，在上下两臂的平衡点无论接入多大的电阻电感或者电容，电桥外部都无法感知。这说明有时候可以巧妙地利用电路的特点，来减弱分布电容带来的缺陷。如，如果初级对接的功放管输出阻抗很低，那么分布电容即使较大，其带来的影响也微乎其微。成功的例子众所周知是麦景图的输出牛，竟然是多线并绕！！！！。然后很多不懂的玩家经常拿来举例，说麦景图都采用并绕，而且不是层层垫纸，我们做其他牛也可以不用层层垫纸，云云，暴露了不求甚解的无知。
那么，既然我们在层间垫纸，这个介电常数要大于1啊，会不会增加分布电容呢，会的，前提是原来你不垫纸的时候，层间也可以悬空一层纸的空间，你做得到么？做不到！不垫纸时线跟线紧挨，垫纸以后距离拉开了！所以，垫纸并不像我们想象的会增加多少分布电容。这是其一。相反，垫纸，可以让每层的排列更加有序，电压梯度的递减更有规律，不会出现层间电压跳变，那这就是垫纸的意义所在。排列有序时，层间的电压降是总电压除以层数，电压差最高处在线圈的一端，另一端因为是拐弯折返，压差是0。而乱绕时，很难排列有序，而且上层与下层之间的压差可能很高，而且还是相对距离很近，这种情形，分布电容的影响会很明显，且不能保证左右声道的一致性。所以如果需要，垫纸是减小分布电容的有效手段。同样的道理可以推论，分槽也可以减小分布电容的影响，不细说了。
以上是针对减小分布电容这一主题展开的议论，不涉及漏感，要想将矛盾的两者兼顾，那还得说一大堆。暂停。

茹祥臣 · 发表于 2023-8-23 17:41:19

这个帖子很好，可以避免走很多弯路，我就因为省事用来A4复印纸，后来也是查到不能用复印纸。没想到楼主测试这么多常用绝缘材料的D值。

个人更倾向于PET玛拉胶带和特富龙，PET本身就是给电子变压器使用的，确实会随着频率升高，介电常数逐渐升高，不过这都是在100K以上，输出牛对这些频率基本不用考虑。特富龙厚度基本上是0.13和0.18，PET厚度是0.052。

你上面测的是电容纸，总觉得上面会残留电解液，觉得D值不应该这么高。

我觉得还有两种，如果可以的话，可以对比一下，一个就是常见的0.05电缆纸，一个就是黄蜡绸。

ssffzz1 · 发表于 2022-12-19 13:08:15

我自己总结的结论：

1）以网线里的塑料膜，生料带最好。
2）塑料片的差一些，这个可能和上面的印刷材料有关，单纯的光膜可能也会好些。
3）不要用涂胶太厚的，玛拉胶带的那个值好些可能是因为胶层很薄，带基其实是和网线里的薄膜类似的材料。特氟龙的那个值可能也和胶有关。
4）纸张的不好
5）电容器垫纸不可用。
6）那个空气的不好可能一个原因是和我家的湿度有关，还有可能和放的位置有关，这个无法靠的太近。按道理说空气的应该最好。

我个人猜测可能用生料带是便宜且最好的法子了。杜邦那个变压器纸，我看过参数但没用过，应该和生料带一个级别的物件。至于青稞纸等等我持怀疑态度。
生料带的缺点可能是不定型。塑料膜定型，但是太滑。说实话我也不知道层层线排的整整齐齐到底意义多大。
玛拉胶带也能用，这个玩意就是给变压器用的，很方便。至于纸吗，我可能还要再具体测试下。

补充内容 (2022-12-19 16:39):
下午有补测了云母片的，0.01xxx的量级。有重新测了空气的，方法是用2根很细的丝（尼龙的比头发丝细一些）把两片铜片垫起来，得到0.003xxx量级的值。

总体上和各种物质的介电常数的变化基本符合。