一，什么是電感

信號(hào)完整性中的核心概念是：傳輸線,；那如何理解傳輸線本身,，則決定了對(duì)信號(hào)完整性的認(rèn)知是否正確。好,，那傳輸線到底是什么呢,？

是PCB上的一根走線，是同軸電纜,，還是連接器上的金屬針腳,？它們?nèi)际腔騽t全都不是。想必大家都看到過：無損傳輸線模型（你沒看過的看下圖,，沒得動(dòng)態(tài)圖/小電影）：電感（串聯(lián)）+電容（并聯(lián)）,，然后許許多多個(gè)電感+電容構(gòu)成了無損傳輸線。

所以,，我們就從最基本的電感和電容開始吧,。

1，電感器

如下圖所示,，我們一直以來看到的電感結(jié)構(gòu)都是長這樣的：它有一個(gè)鐵磁心,，然后有一根或多根導(dǎo)線繞在磁心上；當(dāng)電流流過導(dǎo)線時(shí)就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)：伸出你的萬能右手握住這根鐵磁棒,，四指順著電流的方向,，那么大拇指指向的就是磁場(chǎng)方向；電感的感值：與磁心的磁導(dǎo)率（ue）,、繞線匝數(shù)的平方（）以及繞線面積（Ae）成正比,，與磁路長度（Le）成反比。

2,，傳輸線電感

我們知道傳輸線也有電感,，但對(duì)于傳輸線來說，是否存在這種電感結(jié)構(gòu)呢,？乍一看似乎沒有,？

不過仔細(xì)觀察傳輸線的電流回路，就可以看到是有類似結(jié)構(gòu)的：傳輸線上的電流只要從源端發(fā)出,，那么它必然將會(huì)回到源端,，形成一個(gè)的閉環(huán),。如下圖所示傳輸線的信號(hào)路徑（信號(hào)電流）與返回路徑（返回電流）形成了一個(gè)個(gè)回路,，構(gòu)成類似電感器的環(huán)路結(jié)構(gòu),，這個(gè)電感就叫做：回路電感。（下面會(huì)詳解回路電感計(jì)算）

——并非是信號(hào)從源端傳播到了終端后,，回流才從終端返回到了源端最終形成一個(gè)回路,；而是信號(hào)在不斷向前傳播的同時(shí)，回流在不斷地出現(xiàn),。

那我們?cè)偕钊胨伎迹杭偃缥易鳛榇彘L兒子的任性發(fā)作,，就只要截取某一段導(dǎo)線，不管它的返回路徑,，就不形成任何環(huán)路結(jié)構(gòu)了,，那么這根單獨(dú)存在的導(dǎo)線還存在電感么？

1. 這好像就有點(diǎn)意思了,，作為村長的兒子作威作福,，那是要遭法律制裁的；不過我們先來解決這個(gè)刁鉆的問題,，這問題似乎有點(diǎn)奇怪,，沒有頭緒的話就先看下電感定義本身：電感：L = dφ/dt，即在單位變化電流下在導(dǎo)線內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生磁通量（磁力線匝數(shù)）的變化,；再簡(jiǎn)單一點(diǎn)表述：電感就是導(dǎo)體電流為1A時(shí)周圍的磁力線匝數(shù),；

2. 再來看下：假設(shè)世界上存在這么一段導(dǎo)線，只有這一段有電流,，前后都沒電流,，也沒有回流（這種情況實(shí)際不存在），那么它有電感么,？我們比照電感的定義,，當(dāng)這段導(dǎo)線通過1A電流時(shí)，周圍是否產(chǎn)生了磁力線,？我保證它肯定有,，因?yàn)橹灰须娏髁鬟^，就會(huì)產(chǎn)生圍繞著電流的閉合磁力線,，差別只在于磁力線匝數(shù)的不同（沒有那么多圈圈來疊加）,。那么，這段導(dǎo)線的電感,，我們就稱它為：局部自感,。

——圓桿導(dǎo)線局部自感近似公式：L = 5*Len[ln(2*Len/r)-(3/4)]。

局部自感是局部導(dǎo)線自身的電感,，如果有導(dǎo)線a和導(dǎo)線b兩條導(dǎo)線相鄰,，而且導(dǎo)線b中發(fā)生電流變化，那么它必然會(huì)影響到圍繞著導(dǎo)線a的磁力線匝數(shù)發(fā)生變化,，此時(shí)所產(chǎn)生的電感就是：局部互感,。那么局部自感和局部互感就組成了：局部電感,；即電感由：自感和互感組成。

——磁力線只要穿越了導(dǎo)線的周邊范圍,，就必然會(huì)與導(dǎo)線自身的磁力線疊加或抵消,，根據(jù)電感公式可知，其磁力線的大小發(fā)生變化則電感量必然發(fā)生變化,。兩根圓桿導(dǎo)線局部互感近似公式：L = 5*Len[ln(2*Len/s)-1],。

傳輸線在信號(hào)傳播過程中會(huì)形成一個(gè)完整的電流回路，其總電感是：回路電感,，所以對(duì)于回路電感來說,，必然由：回路自感和回路互感組成。

接下來是舉個(gè)栗子環(huán)節(jié),，假設(shè)單板上只有一條傳輸線（不計(jì)成本,，100平米的PCB板上，就畫一條線）,，那么回路電感由哪幾部分組成的呢,？

我們知道傳輸線的電流是從源端發(fā)出經(jīng)過信號(hào)路徑，再從回流路徑返回到源端,，形成一個(gè)電流環(huán)路,；如下圖所示，那么電流環(huán)路的電感由這幾部分構(gòu)成：

1. 信號(hào)路徑自感（La,，局部自感）：信號(hào)路徑本身的電感,；

2. 回流路徑自感（Lb，局部自感）：回流路徑本身的電感,；

3. 信號(hào)路徑和回流路徑互感（Lab,，局部互感）：如上圖所示，信號(hào)路徑a產(chǎn)生的磁力線會(huì)與回流路徑b的磁力線相互影響（疊加或抵消）,，那么它們之間的相互影響就是互感,。

如上圖所示，可以看到由于回流路徑上的電流方向與信號(hào)路徑相反,，用右手定則發(fā)現(xiàn)電流相反會(huì)減小相鄰導(dǎo)線的磁力線匝數(shù),，所以此時(shí)互感的作用是減小整體電感；因此傳輸線回路電感：Lloop = （La - Lab）+ （Lb - Lab）= La + Lb – 2*Lab,?；ジ蠰ab隨信號(hào)路徑與回流路徑間距的減小而增加，隨著信號(hào)頻率增加,，為減小Lloop（回路自感）,，使返回路徑盡量靠近信號(hào)路徑并減小回路面積（返回路徑在信號(hào)路徑正下方），從而增大兩條路徑之間的局部電感（Lab）。

回路互感指的是兩條不同傳輸線之間產(chǎn)生的電感：某一回路中流過單位安培電流時(shí),，環(huán)繞在另一完整電流回路周圍的磁力線匝數(shù),；電流方向不同回路互感對(duì)回路電感大小的影響不同（電流同向：回路電感=回路自感+回路互感；電流反向：回路電感=回路自感-回路互感）,。

——磁力線的圈圈要包圍住導(dǎo)線（電流），才能影響導(dǎo)線的電感,，如上圖中,，如果磁力線落在a和b之間，那么是不會(huì)影響到導(dǎo)線電感的,。

如下為傳輸線所有的電感定義：

1. 局部電感：其它地方?jīng)]有電流存在時(shí),，環(huán)繞在該段導(dǎo)線周圍的磁力線匝數(shù)。

2. 局部自感：僅在一段導(dǎo)線中有單位安培電流而其他地方無電流存在時(shí),，環(huán)繞在該段導(dǎo)線自身周圍的磁力線匝數(shù),。

3. 局部互感：僅在某一段導(dǎo)線中有單位安培電流而其他地方無電流存在時(shí)，環(huán)繞在另一段導(dǎo)線周圍的磁力線匝數(shù),。

4. 回路電感：流過單位安培電流時(shí),，環(huán)繞在整個(gè)電流回路周圍的磁力線總匝數(shù)。

5. 回路自感：完整電流回路中流過單位安培電流時(shí),，環(huán)繞在該回路周圍的磁力線總匝數(shù),。

6. 回路互感：某一回路中流過單位安培電流時(shí)，環(huán)繞在另一完整電流回路周圍的磁力線匝數(shù),。

7. 有效電感：當(dāng)整個(gè)回路中流過單位安培電流時(shí),，環(huán)繞在一段導(dǎo)線周圍的磁力線總匝數(shù)，其中包括源于回路每一部分電流的磁力線,。

3,，電感的作用與影響

好，我們了解了導(dǎo)線上是否有電感,，而且有哪些電感,，怎么來算等等問題；那么導(dǎo)線上的辣么多亂七八糟的電感有什么作用,？它又是如何影響傳輸線的,？

1. 當(dāng)周圍磁力線匝數(shù)發(fā)生變化時(shí)導(dǎo)體兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：V = ΔN/Δt = L*ΔI/Δt = L*dI/dt。導(dǎo)線自身電流變化時(shí),，它通過自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),，阻止導(dǎo)線自身電流的變化；

——所以從原理來說,，相當(dāng)于一個(gè)電感器的作用,，會(huì)阻止導(dǎo)線中電流的變化。

2. 如果有相鄰導(dǎo)線，則會(huì)通過互感在相鄰導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),，從而形成感應(yīng)電壓噪聲,。

當(dāng)導(dǎo)線中通過直流電流時(shí)，導(dǎo)線中的電流分布是均勻的,，計(jì)算的磁力線匝數(shù)重點(diǎn)關(guān)注導(dǎo)線外的磁力線,，事實(shí)上如下左圖金箍棒的橫截面所示導(dǎo)線內(nèi)部也存在磁力線（上節(jié)所述的內(nèi)電感），是導(dǎo)線自感的一部分,；導(dǎo)線內(nèi)部和外部磁力線圈都會(huì)影響自感,，我們稱它們?yōu)椋?span>內(nèi)部自感和外部自感。

如下中圖所示當(dāng)電流聚集在金箍棒的中間I1或則分散在邊緣I2（I1 = I2）,，它們的自感一樣么,？如下右圖所示，I1和I2的磁力線只是分別圍繞在I1和I2的外面,，I1和I2電流大小相等,，那么在I2圈外呈現(xiàn)的I1和I2的磁力線匝數(shù)（電感）相同；但是在導(dǎo)線內(nèi)部I1存在著相比于I2更多的磁力線匝數(shù)（內(nèi)部自感部分）,，這些多出來的磁力線匝數(shù)就是I1相對(duì)于I2更大的電感量,。

如下圖所示為電流在導(dǎo)線內(nèi)部和外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，導(dǎo)線內(nèi)部的磁場(chǎng)產(chǎn)生內(nèi)部自感,，而導(dǎo)線外部的磁場(chǎng)產(chǎn)生外部自感,；外部自感比內(nèi)部自感大得多，因此傳輸線每單位長度電感近似于外部自感,。

我們知道了圓導(dǎo)線（當(dāng)然也包括扁導(dǎo)線）的電感為內(nèi)部自感和外部自感之和,，其內(nèi)部自感是會(huì)變化的：

1. 當(dāng)用一根載流導(dǎo)線去靠近另一根載流導(dǎo)線時(shí)，那么兩根導(dǎo)線的磁場(chǎng)會(huì)相互影響,，使得導(dǎo)線上的電流分布不均勻,，如果兩根導(dǎo)線的電流方向相反，那么在兩根導(dǎo)線相對(duì)的表面上電流密度最大,，這稱為鄰近效應(yīng),；

2. 當(dāng)一個(gè)導(dǎo)線的載流頻率增加，那么導(dǎo)線中電流會(huì)趨于集中到導(dǎo)線的外表面,，從而內(nèi)電感會(huì)不斷減小,，而外電感保持不變，從而導(dǎo)致總電感下降,，但是對(duì)總電感的影響并不大,；這種電流分布趨于到導(dǎo)線外表面的現(xiàn)象，稱為趨膚效應(yīng),。

但是為什么外部自感不會(huì)變化呢,？

因?yàn)閮?nèi)電感的變化源于導(dǎo)線內(nèi)部電流分布的變化,，但是內(nèi)部電流分布再怎么變化，也不會(huì)跑到導(dǎo)線外面來,，所以從導(dǎo)線外面看來,，其內(nèi)部電流大小和方向都沒發(fā)生任何變化，當(dāng)然外不磁力線也不可能發(fā)生變化,，即外部自感也不變,。

3.1趨膚效應(yīng)

我們知道了導(dǎo)線外部的磁力線匝數(shù)（外部電感）并不會(huì)隨著頻率的變化而變化，但是導(dǎo)線內(nèi)部磁力線匝數(shù)（內(nèi)部電感）會(huì)隨著電流的分布而出現(xiàn)變化,。隨著頻率的增加導(dǎo)線的感抗Z= jωL也隨之增加,，而電流總是循著最小阻抗的路徑流動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線感抗與電阻比值隨著頻率越高越大時(shí),，電流便越趨于沿著導(dǎo)線的外表面流動(dòng)（此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)部電感小，減小感抗）,，這就是趨膚效應(yīng),。

趨膚效應(yīng)影響的結(jié)果是隨信號(hào)頻率的增大而導(dǎo)線電流趨于分布到導(dǎo)體外表面，影響如下：

1. 導(dǎo)線自感減小,，從而減小了傳輸線的回路電感,；

2. 導(dǎo)線電流通過的橫截面減小（Z=ρ*L/A）,，導(dǎo)線電阻增加,，線路損耗增加。

如果上面的說法太數(shù)學(xué),，那么我們換一個(gè)角度再來感性理解一遍趨膚效應(yīng)：

我們看到下圖中銅棒的磁力線分布,，越靠近中心的位置外圍所環(huán)繞的磁力線越多，說明越靠近銅棒中心的電感值越大,，即：越靠近中心所受到的感抗也越大,；所以當(dāng)信號(hào)頻率增加，根據(jù)Z=jωL,，隨著頻率增加電感感抗大于導(dǎo)線電阻值時(shí),，電流自然要趨于從更低的阻抗路徑通過，即從銅棒的外表層流過,。

——電流似乎是個(gè)先知,，它總能自動(dòng)的找到阻抗最小的路徑，然后選擇這條路徑通過,；這就是電流的自然法則,。

我們知道了隨著電流頻率的增加，電流流向?qū)Ь€的外邊緣,，大部分電流集中在一個(gè)厚度等于趨膚深度導(dǎo)線的趨膚深度δ的環(huán)面中： δ = √(1/σ*π*μ*f),。其中,，σ：電導(dǎo)率；μ：磁導(dǎo)率,；f：正弦波頻率,；一般典型的導(dǎo)體都是非鐵磁性的，所以μ= μ0 = 4π*10??,。

——銅線的趨膚深度：δ = 66*√(1/f)μm,。

如下圖所示，趨膚效應(yīng)會(huì)將電流聚集到導(dǎo)線表面,，使得通過導(dǎo)線的實(shí)際橫截面積減小,，那么其必然會(huì)增加導(dǎo)線的電阻率（單位長度的電阻大小）,。如下圖所示,，對(duì)圓導(dǎo)線的電阻損耗進(jìn)行分析：

1. 對(duì)于直流電流來說，電流均勻分布在導(dǎo)線中,，對(duì)于左上圖的圓導(dǎo)線來說,，其單位長度的直流電阻為：rdc =1/(σ*π*rω2)；其中rω表示導(dǎo)線的半徑,；

——整個(gè)圓導(dǎo)線截面上都有電流,，橫截面積為π*rω2。

2. 隨著頻率的增加,，當(dāng)趨膚深度小于導(dǎo)體半徑：rω >> δ時(shí),。單位長度的電阻為rhf= 1/{σ*[π*rω2-π*(rω2-δ)2]} ≈ 1/(σ*2π*rω* δ)；

——圓導(dǎo)線中心（rω - δ）沒有電流通過,，只有導(dǎo)線外層的一個(gè)環(huán)（δ）中有電流流過,。

3. 根據(jù)趨膚深度公式，圓導(dǎo)線δ與頻率的平方根成反比,，所以根據(jù)電阻公式（與趨膚深度成反比）隨著頻率的增加,，單位長度電阻與頻率的平方根成正比，即以10dB/10倍頻的速度增加,，導(dǎo)線單位長度電阻與頻率響應(yīng)曲線如下圖所示,。

4. 對(duì)于右上圖中的帶狀線來說，其直流電阻rdc= 1/(σ*ω*t),；其中ω和t分別是帶狀線的寬度和厚度,；

——1oz銅鋪成的帶狀線厚度為1.38mil。

5. 隨著頻率的增加,，電流趨于集中在帶狀線厚度等于一個(gè)趨膚深度δ的表面,，單位長度電阻rhf = 1/[σ*(2δ*t+2δ*δ)] = 1/[2δ*σ*(t+ω)]；此外帶狀線的高頻電阻與頻率的平方根成正比,，其直流電阻和高頻電阻的漸近線頻率fbreak處相交,。

3.2鄰近效應(yīng)

趨膚效應(yīng)是導(dǎo)線自感所導(dǎo)致的一種現(xiàn)象,，那兩條導(dǎo)線之間的互感會(huì)導(dǎo)致傳輸線什么樣的現(xiàn)象？答案是：鄰近效應(yīng),。

1. 信號(hào)路徑上電流與回流路徑上電流的方向是相反的,，回路電感=自感-互感；

2. 在高頻電流中信號(hào)路徑與回流路徑中的電流分布靠的越近,，它們所構(gòu)成的回路面積就越?。ɑジ性酱螅瑥亩鴤鬏斁€回路電感就越小,。

——電流分布總是趨于低阻抗的路徑流動(dòng),，如果是直流電流呢？那么電感就毫無作用（Z = jωL = 0）,，所以此時(shí)電阻占據(jù)主要作用,，所以電流就會(huì)按照最小電阻的路徑來流動(dòng)（電流平均布滿整根導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)最低電阻）,。

3.3渦流

根據(jù)電磁感應(yīng)原理：在兩個(gè)相互靠近導(dǎo)體中,，一個(gè)導(dǎo)體上電流有改變，那么另外一個(gè)導(dǎo)體的兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,，同時(shí)該感應(yīng)電壓會(huì)形成電流,；再簡(jiǎn)單點(diǎn)表述：當(dāng)其中一個(gè)導(dǎo)體電流變化時(shí),，另一個(gè)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,，這個(gè)感應(yīng)電流就是渦流。

——舉個(gè)栗子,，兩根平行導(dǎo)線,，其中一根導(dǎo)線的電流變化則必然導(dǎo)致圍繞著該導(dǎo)線的磁力線匝數(shù)發(fā)生變化，這些磁力線中的部分匝數(shù)同時(shí)包圍住了另外一根平行導(dǎo)線,，即另一個(gè)平行導(dǎo)線包圍的磁力線發(fā)生了變化,，那么另一根導(dǎo)線必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。太拗口了~

如下左圖所示,，渦流存在于所有的所有的導(dǎo)體結(jié)構(gòu),，但有一種非常特殊的幾何結(jié)構(gòu)：電流回路靠近大的導(dǎo)電平面；舉個(gè)栗子：金屬平面（可以不是GND或電源）上方有一個(gè)線圈,，當(dāng)線圈中有電流變化時(shí),，變化的磁力線就會(huì)穿過導(dǎo)電平面，并在平面上激起渦流,，這些渦流反過來會(huì)影響自己產(chǎn)生的磁力線,。

如上右圖所示，通過麥克斯韋方程組求解：渦流產(chǎn)生的磁力線結(jié)構(gòu)就像是平面下方的另一電流產(chǎn)生,，它與平面的距離和真實(shí)電流與平面的距離相等,，這個(gè)虛構(gòu)的電流稱為：鏡像電流,。鏡像電流與實(shí)際電流大小相等，方向相反,，而且鏡像電流的一些磁力線會(huì)環(huán)繞在實(shí)際電流周圍,，源于渦流的互磁力線圈將減小導(dǎo)線的總電感，實(shí)際上就是減小了線圈的局部電感,。

好,，有一個(gè)問題是：在電感下方鋪銅皮（GND或其它），是否能減小其正下方導(dǎo)線的影響,？首先,，銅線以及FR4介質(zhì)的磁導(dǎo)率約為1，對(duì)電感所產(chǎn)生的磁力線無任何作用,，磁力線可以輕易穿透銅皮和介質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生衰減,，對(duì)磁力線產(chǎn)生影響的只是與電感距離的大小，離電感越遠(yuǎn)磁力線密度越小,，互感就越小,。

那么銅皮就真的沒有任何作用了么？不是的,。電感下方的銅皮會(huì)產(chǎn)生渦流,，渦流的方向與電感電流的方向相反，兩者磁力線相互疊加后減少了銅皮下方的電感磁力線（電感與銅皮渦流的磁力線方向相反）,，從而減小了電感對(duì)其下方導(dǎo)線的影響（互感減?。?/span>

那么電感下方鋪銅皮還會(huì)帶來其它什么影響,？剛剛分析了銅皮會(huì)產(chǎn)生渦流,，必然會(huì)增加了互感，從而減小了電感的感量,。如果是開關(guān)電源的電感,，那么隨著電感感量的減小，輸出電源紋波電流會(huì)增加,。另外,，銅皮渦流勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電源/GND平面的噪聲增加，影響EMI輻射,。（關(guān)于金屬屏蔽相關(guān)的分析,，后續(xù)再《電磁兼容性基礎(chǔ)》中詳細(xì)分析）

不知不覺又講了很多電感相關(guān)的內(nèi)容，如果有點(diǎn)看不懂,，同學(xué)們辛苦再回顧一下《電感特性原理》和《電感器特性原理》兩章節(jié),，艾瑪，要命了,。

二,，什么是電容

1,，電容的概念

如上之前的電容專題所述，電容是兩塊導(dǎo)體中間夾著一塊絕緣體構(gòu)成的電子元件,，實(shí)際上任何兩個(gè)絕緣導(dǎo)體之間都有一定的電容量,；如果給兩個(gè)導(dǎo)體上分別加上正電荷和負(fù)電荷,，那么兩個(gè)導(dǎo)體之間會(huì)存在電壓,，那么這一對(duì)導(dǎo)體的電容量就是單個(gè)導(dǎo)體上存儲(chǔ)電荷量和導(dǎo)體之間電壓的比值：C = dQ/dV,；兩個(gè)導(dǎo)體在給定電壓下儲(chǔ)存電荷越多,，電容值就越大。

電容中間是絕緣介質(zhì)材料,，兩個(gè)導(dǎo)體之間不存在直流通路,，只有當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓發(fā)生變化時(shí),，才會(huì)有電流流經(jīng)電容器：I = ΔQ/Δt = C*dV/dt,；這個(gè)電流是等效電流（并不是真的有電流從電容中間流過）稱之為：位移電流,；（在導(dǎo)體中自由電荷的運(yùn)動(dòng)稱之為：傳導(dǎo)電流）。當(dāng)dV/dt保持不變時(shí),，電容容量越大,，流過電容的電流就越大，表現(xiàn)出來的電容阻抗就越小,。

平行板電容是PCB上的常見電容形式,，電容量近似表示為：C = ε0 * εr * A/d；該式表明一個(gè)重要的幾何結(jié)構(gòu)特征：導(dǎo)體間距越大,，電容量越?。恢丿B面積越大,，電容量越大,。

2,，介質(zhì)介電常數(shù)

我們先來回顧一下極化的概念,，任何物質(zhì)在電場(chǎng)的作用下都會(huì)被極化，如下圖所示在外部電場(chǎng)E的作用下,，介質(zhì)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)度為E’的反向電場(chǎng),。由于增加在兩個(gè)導(dǎo)體上電荷所形成的電場(chǎng)E被介質(zhì)極化電場(chǎng)E’削弱，所以需要在導(dǎo)體上增加更多的電荷Q才能達(dá)到原本的電場(chǎng)強(qiáng)度E0（外在表現(xiàn)為導(dǎo)體間電壓）,，從而增加了電容量,；其增加電容量的比例就是相對(duì)介電常數(shù)：εr = E/E0 = E/(E-E’) = C/C0。

當(dāng)電介質(zhì)受到靜電場(chǎng)作用時(shí),，往往要經(jīng)過一段時(shí)間（磁豫時(shí)間/偶極子運(yùn)動(dòng)時(shí)間）極化強(qiáng)度才能達(dá)到其最終值,；如果電介質(zhì)受交變電場(chǎng)作用，而交變電場(chǎng)的改變相當(dāng)迅速時(shí),，極化就會(huì)追隨不及而滯后,，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)介電常數(shù)與靜態(tài)介電常數(shù)之間的不同,；當(dāng)信號(hào)頻率上升到馳豫極化完全跟不上電場(chǎng)的變化（假設(shè)100GHz），只會(huì)有瞬時(shí)極化發(fā)生,，此時(shí)εr 趨向于 1,，且無介質(zhì)損耗發(fā)生；

信號(hào)頻率變化引起介電常數(shù)變化的同時(shí),，還會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)損耗,；由于電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下偶極子會(huì)發(fā)生移動(dòng)（從而產(chǎn)生極化），這會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)能量的損耗：

1.隨著頻率的增加,，電場(chǎng)周期變短,，短到可以與馳豫時(shí)間相比，極化時(shí)間逐漸跟不上電場(chǎng)的變化,，這時(shí)介質(zhì)損耗也逐漸增加,；

2.同時(shí)偶極子運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的極化電流（信號(hào)路徑與回流路徑之間的漏電流/電導(dǎo)）也逐漸增加。

——這是除了趨膚效應(yīng)外的另一高頻損耗,，且跟電介質(zhì)本身特性強(qiáng)相關(guān),。