• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Види діелектричних втрат

IrZI U

C_P

U r_P

Рис.3.1–Векторні діаграми й еквівалентні схеми заміщення діелектрика

Ці схеми еквівалентні одна одній, якщо при рівності повних опорів Z₁= Z₂= Z рівні, відповідно, їх активні й реактивні складові. Ця умова виконується, коли кути зсуву струму щодо напруги рівні і значення активної потужності однакові.

Для послідовної схеми запишемо

; (3.2)

(3.3)

Для паралельної схеми

; (3.4)

(3.5)

Співвідношення між і , а також між і можна визначити, прирів-нюючи один до одного співвідношення (3.2), (3.4) і (3.3), (3.5):

; ) (3.6)

Для високоякісних діелектриків значенням можна зневажити і вважа-ти . Потужність, що розсіюється в діелектрику, у цьому випадку буде однаковою для обох схем:

. (3.7)

Якщо потрібно визначити розподіл діелектричних втрат у різних місцях діелектрика, то для розрахунку питомих діелектричних втрат у точці, де нап-руженість електричного поля дорівнює Е, використовують формулу

(3.8)

Добуток називається коефіцієнтом діелектричних втрат. З наведеної формули можна зробити висновок, що при заданій частоті і напруженості елек-тричного поля, діелектричні втрати пропорційні коефіцієнту діелектричних втрат.

Використання електроізоляційного матеріалу, що володіє великими діелек-тричними втратами, приводить до нагрівання виготовленого з нього виробу і передчасного його теплового старіння.

За фізичною природіою діелектричні втрати розділяють на такі види:

1) втрати, обумовлені поляризацією: 2) втрати на електропровідність: 3) іоні-заційні втрати: 4) втрати, обумовлені неоднорідністю структури.

Втрати, обумовлені поляризацією, характерні для діелектриків, що воло-діють уповільненими видами поляризації. До таких діелектриків, зокрема, від-носяться діелектрики з діпольною структурою і діелектрики з іонною струк-турою з нещільним упакуванням іонів.

Релаксаційні діелектричні втрати викликані порушенням теплового руху часток під впливом сил електричного поля. Це приводить до розсіювання енер-гії і нагрівання діелектрика.

При підвищенні частоти дані втрати зростають. Особливо вони значні на високих і надвисоких частотах.

У полярних діелектриків має місце характерний дипольний максимум у кривої залежності від температури (рис.3.2). При підвищенні частоти цей максимум зрушується в область більш високих температур.

			T

20 60 80 C⁰

Рис.3.2 – Залежність для полярних діелектриків

У полярних діелектриках існують також втрати від наскрізної електро-провідності, тому після переходу через дипольний максимум спостерігається рісту зв'язку зі зростанням питомої провідності. При наявності декількох фізичних механізмів релаксаційних втрат у залежності з'являються до-даткові максимуми.

Діелектричні втрати в сегнетоелектриках пов'язані з явищем спонтанної поляризації. Особливо вони значні при температурах нижче точки Кюрі. При температурах вище точки Кюрі ці втрати зменшуються.

До діелектричних втрат, викликаних поляризацією, відносяться також резонансні втрати, що спостерігаються в діелектриках при високих частотах. Дані втрати можуть виникати в газах при деяких частотах і у твердих діелек-триках, коли частота змушених коливань, викликаних електричним полем, збігається з частотою власних коливань часток твердої речовини.

Діелектричні втрати, обумовлені наскрізною електропровідністю, спос-терігаються в діелектриках, що володіють значною об'ємною чи поверхневою провідністю. Тангенс кута діелектричних втрат у цьому разі визначається за формулою

. (3.9)

При підвищенні температури діелектричні втрати, обумовлені наскрізною електропровідністю, збільшуються за експонентним законом

, (3.10)

де - втрати при температурі Т ⁰С; - втрати при температурі 0 ^оС; - постійна матеріалу.

Значення при зміні температури змінюється за тим же законом, тому що значення реактивної потужності ( ) від температури практично не залежить.

Іонізаційні діелектричні втрати характерні для діелектриків у газопо-дібному стані. Ці втрати мають місце, як правило, в неоднорідних електричних полях, коли величина прикладеної напруги перевищує значення напруги іоні-зації. Визначити їх можна за формулою

, (3.11)

де А – постійний коефіцієнт; f – частота поля; U – прикладена напруга; U_и – напруга, що відповідає початку іонізації.

Приведена формула справедлива при лінійній залежності від напруже-ності поля.

Діелектричні втрати, обумовлені неоднорідністю структури, виникають у пластмасах з наповненням, в пористій кераміці, в шаруватих діелектриках і т.д. Як правило, у такі діелектрики спеціально вводять в процесі виготовлення окремі компоненти для надання їм заданих властивостей. Крім того, через порушення технології виготовлення чи в процесі експлуатації, в діелектрику можуть утворюватися різні домішки, що змінюють його характеристики. Це приводить до того, що діелектрик стає неоднорідним за своєю структурою і в ньому виникають діелектричні втрати. Загальної формули для розрахунку цих втрат у зв'язку з розмаїтістю структур даних діелектриків не існує.

Читайте також:

1. Аналіз втрат від маркетингового ризику
2. Велике княжіння Руське» та остаточна втрата українськими землями удільності
3. Види втрат тепла людиною.
4. Види втрат у підприємницькій діяльності.Безпосередньо з категорією ризику пов’язані такі поняття як витрати, втрати й збитки.
5. Визначення втрат на тертя.
6. Визначення втрат попереднього напруження
7. Визначення товщини ізоляції за значенням нормативних тепловтрат.
8. Вихрові струми. Втрати в сталі
9. Виявлення втрат у водопровідній мережі
10. Врахування витраті втрат електроенергії. Приклад складання електробалансу.
11. Втрата Англією промислового і торгового лідерства у світі.

Переглядів: 2425