ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Потери в диэлектриках из "Материалы в радиоэлектронике " Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в единицу времени в диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающую нагрев диэлектрика. [c.72] Потери энергии в диэлектриках наблюдаются как при переменном напряжении, так и при постоянном напряжении, поскольку в материале обнаруживается сквозной ток, обусловленный проводимостью. При постоянном напряжении, когда нет периодической поляризации, качество материала характеризуется, как указывалось выше, величинами удельных объемного и поверхностного электросопротивлений. При переменном напряжении необходимо использовать какую-то другую характеристику качества материала, так как в этом случае, кроме сквозной проводимости, возникает ряд добавочных причин, вызывающих потери энергии в диэлектрике. [c.72] Углом диэлектрических потерь 8 называется угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи. В случае идеального диэлектрика вектор тока в такой цепи будет опережать вектор напряжения на угол 90° при этом угол 5 будет равен нулю. Чем больше рассеиваемая в диэлектрике мощность, переходящая в тепло, тем меньше угол сдвига фаз ср и тем больше угол диэлектрических потерь 8 и его функция tg о. [c.73] Недопустимо большие диэлектрические потери в электроизоляционном материале вызывают сильный нагрев изготовленного из него изделия и могут привести к его тепловому разрушению. [c.73] На рис. 41 пока но, что для получения узкой полосы пропускания (острой настройки на резонанс) необходимо иметь колебательный контур с малым затуханием. [c.73] Природа диэлектрических потерь в электроизоляционных материалах различна в зависимости от состояния вещества газообразного, жидкого, твердого. [c.73] Диэлектрические потери могут обусловливаться сквозным током или, как заказывалось при рассмотрении явления поляризации, активными составляющими поляризационных токов. [c.73] Для изучения диэлектрических потерь, непосредственно связанных с поляризацией диэлектрика, можно рассмотреть зависимость электрического заряда на обкладках конденсатора с данным диэлектриком от приложенного к конденсатору напряжения (рис. 42). [c.73] При отсутствии потерь, вызываемых явлением поляризации, заряд линейно зависит от напряжения (рис. 42, я). [c.74] В технических изолирующих материалах, помимо потерь от сквозной электропроводности и потерь от замедленной поляризации самого диэлектрика, возникают дополнительные диэлектрические потери, которые сильно влияют на электрические свойства диэлектриков. Эти потери вызываются наличием посторонних полупроводящих примесей (влаги, окислов железа, углерода и др.) и значительны даже при малом содержании таких примесей в электроизоляционном материале. [c.74] В случае высоких напряжений дополнительные потери в диэлектрике возникают вследствие ионизации газовых включений внутри диэлектрика, особенно интенсивно происходящей при радиочастотах. [c.74] Изучение потерь энергии в диэлектрике можно связать с рассмотрением поведения конденсатора с данным диэлектриком в цепи переменного напряжения. [c.74] Рассмотрим схему, эквивалентную конденсатору с диэлектриком, обладающим потерями. Эта схема должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы активная мощность, расходуемая в данной схеме, была равна мощности, рассеиваемой в диэлектрике конденсатора, а ток был бы сдвинут относительно напряжения на тот же угол, что и в рассматриваемом конденсаторе. [c.74] Поставленная задача может быть решена заменой конденсатора с потерями идеальным конденсатором с параллельно включенным активным сопротивлением (параллельная схема) или конденсатором с последовательным сопротивлением (последовательная схема). Такие эквивалентные схемы, конечно, не дают объяснения механизма диэлектрических потерь и введены только условно. [c.75] Параллельная и последовательная схемы представлены на рис. 43, а и б. Там же даны соответствующие диаграммы токов и напряжений. [c.75] Обе схемы эквивалентны друг другу, если при равенстве полных сопротивлений — — Ъ будут равны соответственно их активные и реактивные составляющие. Это условие будет соблюдено, если углы сдвига тока относительно напряжения (р равны и значения активной мощности одинаковы. [c.75] Следует отметить, что при переменном напряжении, в отличие от постоянного, емкость диэлектрика с большими потерями становится совершенно условной величиной в зависимости от выбора той или иной эквивалентной схемы. Отсюда и диэлектрическая проницаемость материала с большими потерями при переменном напряжении также условна. [c.76] Сопротивление Н в параллельной схеме, как следует из выражения (83), во много раз больше сопротивления г. Угол потерь от выбора схемы не зависит. [c.76] В качестве примера в табл. 16 приведены значения относительной диэлектрической проницаемости для некоторых материалов, имеющих высокое значение tg 3. [c.76] Из последнего выражения можно сделать весьма важный практический вывод конденсаторы, предназначенные для работы на высокой частоте, должны иметь по возможности малое сопротивление как обкладок, так и соединительных проводов и переходных контактов. [c.77] Вернуться к основной статье