Диэлектрические потери

Диэлектрические потериНаверное, практически все знают, что называют диэлектриком. К ним относятся все категории веществ, не пропускающих электрический ток. Таких веществ довольно большое количество и помимо этого основного свойства, они характеризуются еще некоторыми дополнительными. Об одной их особенности мы и поговорим ныне. Что означает термин «диэлектрические потери»? Это облик энергии, которая возникает в диэлектриках в результате воздействия электрических полей. Эта энергия, в свою очередность, ведет к тому, что диэлектрик нагревается.

Если воздействие поля, а значит, усилие, постоянно, то для определения значения потерь энергии используется мочь тока сквозного, который зависит от проводимости. Если же воздействие является переменным, то следует при расчете дополнительно учитывать те потери, которые зависят от поляризации. Кроме того, на смысл потерь влияет наличие или отсутствие в диэлектрике дополнительных примесей – окиси железа, газ и др.

Измерение диэлектрических потерь

Измерение диэлектрических потерь подразумевает довольно сложную систему расчета, состоящую из нескольких действий.

Прежде итого рассчитывается мощность, которая рассеивается в диэлектрике при переменном напряжении. Она равна произведению воздействующего на него напряжения и тока, какой проходит через диэлектрики (соответственно, U и la).

Pа = U·Iа

Если вы обратитесь к схеме по замещению диэлектрика, то увидите, что в ее состав входят конденсатор и активное сопротивление, которые соединены между собой последовательно.

По формуле мы можем рассчитать деятельный ток, проходящий через диэлектрик, он будет составлять создание тангенса угла от вектора полного значения тока до его емкости lc (соотвественно δ). Δ еще носит наименование угол диэлектрических потерь (или попросту потерь).

Iа = Ic•tgδ

Исходя из этого, можно представить более развернутую формулу расчета мощности следующим образом.

Pa = U•Ic•tgδ

Если при этом зачислить значение тока разным следующему выражению (буквой С обозначается смысл емкости конденсатора, ω – угловая частота).

Ic = U•ω•C

В конечном итоге, мы получаем гораздо более развернутую формулу для расчета мощности в диэлектрике.

Pa = U2•ω•C•tgδ

Из этой формулы уже можно сделать отдельный выводы. Так, мы видим, что смысл потерь энергии находится в ровный пропорции от тангенса угла диэлектрических потерь. В свою очередность, от значения этого угла зависит степень качества нашего диэлектрика. Если резюмировать, то при уменьшении угла возрастает степень диэлектрических свойств вещества. А смысл этого угла позволяет сформулировать диэлектрические потери количественно и сопоставить их между собой у разных диэлектриков.1

Число потерь в газообразных веществах

Этак как у газообразных веществ смысл электропроводности очень маленькое, то и число потерь диэлектрических в них немного.

Когда происходит поляризация газообразных молекул, диэлектрических потерь при этом не происходит. В данном случае используется подневольность под названием кривая ионизации. Эта подневольность показывает, что если тангенс δ возрастает совместно с возрастанием напряжения, то это является доказательством того, что в таком случае в изоляции кушать включения газа. Если ионизация значительна, то и потери газа тоже, а это может повергнуть к тому, что изоляция разогреется и разрушится.2

Потому очень важным при изготовлении изоляции является избавление от вкраплений газа. Для того чтоб этого достичь, применяют специальную обработку. Она включает сушку изоляции в состоянии вакуума, после чего все поры заполняет компаунд, находящийся под давлением. Следующим этапом является обкатка.
При ионизации возникает озон и окислы азота, что ведет к разрушению органической изоляции. Если эффект ионизации появляется там, где поля неравномерны, то он ведет к существенному снижению коэффициента полезного действия при передаче (это бывает на линии электропередач).

Появление диэлектрических потерь в твердом диэлектрике

Возникновение потерь в твердом диэлектрике напрямую связано с его характеристиками – структурой, составом и наличием поляризации. К примеру, в сере, полистрироле и парафине совершенно нет диэлектрических потерь, а это означает, что могут широко применяться будто высокочастотный диэлектрик.

Каменная соль, кварц, слюда и отдельный другие диэлектрики из числа неорганических в связи с поляризацией и таким качеством, будто сквозная электропроводность, характеризуются наличием малой величины этого типа потерь. При этом смысл диэлектрических потерь не находится в зависимости с частотой, однако находятся в прямой зависимости от температуры.

Для мрамора, керамики и других кристаллических диэлектриков характерно присутствие потерь, обусловленное наличием в их составе примесей полупроводников – это может быть вода, газ, углерод и др. У этих материалов такое интересное свойство, что потери напрямую связаны с условиями окружающей среды и их размер для одного материала может меняться в зависимости от изменения окружающих факторов.

Характеристика диэлектрических потерь в жидких диэлектриках

Тут значение потерь напрямую связано с составом. Если жидкость нейтральна и не содержит примесей, то и смысл потерь стремится к нулю в связи с низкой электропроводностью.

Для технических целей используются жидrости с полярностью или представляющие собой смешение нейтральной и дипольной (сюда относятся компаунды). У них смысл потерь существенно выше.

Потери в полярных жидкостях обусловлены таким свойством, будто вязкость и носят название дипольных, этак как их определяет дипольная поляризация. При этом при маленькой вязкости потери малы, с ее возрастанием – потери возрастают.

Кроме того, в жидкостях присутствует сложная подневольность диэлектрических потерь от температурного режима. При возрастании температуры тангенс δ возрастает до максимального значения, после чего опять падает до минимального и вновь возрастает, что связано с изменением электропроводности под действием температуры.

Сайт по ремонту, подключению, установке электрики своими руками!

Добавить комментарий