《农业物料的电特性》PPT课件

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1、第九章农业物料的电特性第一节基本概念第二节农业物料的介电特性第三节农业物料介电特性的测定第四节应用一、基本概念电阻：电阻率：（比电阻）电导率：R—电阻（Ω）ρ—电阻率（Ω·m）L—导体长度（m）A—导体横截面积（m2）m—电子质量（kg）e—电荷（C）N—单位体积内的电子数t—两次碰撞间电子平均自由飞行时间（s）G—电导（S）σ—电导率（S/m）农业物料的电阻、电导与具体物料、物料特性有关，如尺寸、形状等农业物料的电阻率、电导率与具体物料无关，是反映物料导电性能的物理量，仅与物料特性、温度、含水率等有关电阻率、电导率特性主要应用于加热、干燥、水分测定

2、、质量检测与控制等方面电导：一、基本概念电介质极化：导体介电体：电子不能自由移动，一般不导电电子导体：自由电子运动离子导体：离子定向运动有极分子：转向极化无极分子：位移极化偶极子转动+++++无电场时有电场时++++无电场时有电场时++++++直流电导率在低频下起主导作用交流电导率在高频下起主导作用一、基本概念电介质在电场中：在平行板电容器中充满极化率e的介质E减弱—由自由电荷激发的场强—由束缚电荷产生的场强极板间（电阻率>10Ωcm=0.1Ωm）一、基本概念f—频率（Hz）ε0—大气介电常数，8.854×

3、10-12F/mε”r—介电损耗因数ε*r—复数相对介电常数ε’r—相对介电常数ε—物料实际介电常数tgδ—介质损耗角正切δ—介质损耗角C—以某种材质为介质的电容器电容C0—以真空为介质的电容器电容介电常数表示物料可能贮存的电场能量，反映物料提高电容器电容量的能力，无量纲量。空气—1，水—80。介电常数：交流电场中：一、基本概念相对介质损耗因数反映电介质在交流电场中可能损耗的能量—反映微波加热速度介质损耗角正切反映能量损耗损耗角相位角功率因数：cosθ，PF低损耗介质：用tgδ代替cosθ高损耗介质：一、基本概念介质损耗：介质在电场作用下发热而消耗的

4、能量损耗角相位角P—吸收能量（W）V—有效电压（V）I—有效电流（A）C—电容（F）A—电容器平板面积（cm2）d—电容器平板间距（cm）静电特性：→库仑定律一、基本概念生物电：生物体中组织与细胞生命活动引起的电位变化静息电位（膜电位）：组织细胞安静状态下存在于膜两侧的电位差。膜外电位为正，膜内电位为负。动作电位：细胞受刺激，静息电位发生电位变化，这种电位变化称为动作电位。植物损伤电位差：正常部位与损伤部位间存在电位差，电位差大小与检测点距离、受损时间有关。植物刺激电位差：受机械、物理、化学等刺激产生的电位差，与刺激强度有关。植物光照电位差：光照部位

5、与未光照部位间、叶绿素含量不同部位间存在电位差，与光照时间、强度等有关。应用：鸡蛋受精卵的检测种子发芽势的检测心电图、脑电图等生物发光、发电等二、农业物料的介电特性介电常数、介质损耗因数、介质损耗角正切农业物料的介电特性受电场频率、物料密度、含水率、环境温湿度等的影响二、农业物料的介电特性电场频率对介电特性的的影响物料含水率、温度较低时所得变化规律含水率、温度变化的影响不计含水率对介电特性的影响物料中水分不同存在形式对能量吸收的影响结合水：吸收能量少自由水：吸收能量多含水率低，物料中水分多为结合水，吸收能量少，损耗因数变化小温度的影响低于冷冻温度时：

6、介电常数、介质损耗因数较小高于冷冻温度时：吸湿性材料：T↑，ε”r↑非吸湿性材料：T↑高频，ε”r↑微波，ε”r↓温度对介电特性的的影响（3GHz）温度对介电特性的的影响温度对介电特性的的影响密度对介电特性的影响农业物料的介电特性参数西林电桥法：适用于1-107Hz范围的测量三、农业物料介电特性的测定当tgδ<0.1时，1-107Hz电桥法104-108Hz谐振法108-1011Hz驻波法1011-1017Hz行波法谐振法（Q表法）：适用于104-108Hz范围的测量三、农业物料介电特性的测定→谐振电流测定方法：测定放置物料前后的谐振电路的Q、C值，

7、计算相关参数TransmissionlinemethodCoaxialprobemethodCavityperturbationmethodFreespacetransmissionmethod电阻率的测定：正常组织有阻抗，阻抗随频率而变：低频下高阻抗，高频下低阻抗（1MHz时的阻抗接近零）死亡组织无阻抗，阻抗不随频率而变利用低频、高频下的阻抗比值判别物料的受损情况四、农业物料电特性的应用用于物料含水率的测定、加热、干燥、质量控制、电处理等方面含水率的测定：电阻法电容法微波法介电特性四、农业物料电特性的应用介质加热与干燥（介质损耗原理）：高频加热：1

8、-150MHz超高频（微波）加热：915-2450MHz介电加热的特点：加热均匀（体积热效应）加热速度快（物