ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные определения и формулы из "Физика диэлектрических материалов " При воздействии электрического толя на любое вещество в последнем наблюдается рассеяние некоторого количества электрической энергии, превращающейся в тепловую энергию Обычно говорят о затрате или потерях мощности, имея в виду среднюю за некоторый промежуток времени электрическую мощность, рассеиваемую в веществе. Как общее правило потери мощности в образце материала или каком-нибудь изделии из него при прочих равных условиях прямо пропорциональны квадрату приложенного к образцу или изделию электрического напряжения. [c.165] В отличие от проводников подавляющее большинство диэлектриков обнаруживает характерную особенность прн данном напряжении рассеивание мощности в них зависит от частоты напряжения, причем затрата мощности при переменном напряжении заметно больше, чем при постоянном напряжении, и быстро возрастает при повышении частоты, а также при росте напряжения, при увеличении емкости и зависит от материала диэлектрика. Эти основные законо.мерности были впервые установлены в 1886 г. русским физиком И. И. Боргманом. [c.165] Величину потерь мощности в диэлектрике под действием приложенного к нему напряжения принято называть диэлектрическими потерями. Это — общий термин для определения потерь мощности в электрической изоляции как при постоянном, так и при переменном напряжении диэлектрические потери при постоянном напряжении легко определяются из (3-1), где под Я следует понимать величину сопротивления изоляции, а потери при переменном напряжении определяются более сложными закономерностями. Обычно при рассмотрении диэлектрических потерь имеют в виду потери именно при переменном напряжении. [c.166] Значения tg6 для наилучших электроизоляционных материалов, применяемых в технике высоких частот и высоких напряжений — порядка тысячных и даже десятитысячных долей для материалов более низкого качества, применяемых в менее ответственных случаях, tgб может составлять сотые доли и более. [c.167] Все величины, входящие в (3-4), (3-5) и (3-5 ), выражаются в единицах СИ, т. е. Р — в ваттах, и — в вольтах, / — в герцах, ш —в рад/с, С — в фарадах и Л — в метрах. [c.168] Если же нам недостаточно рассчитать общую величину диэлектрических потерь в участке изоляции, а требуется изучить распределение потерь в отдельных местах изоляции, причем картина поля известна, т. е. известно значение напряженности поля Е, В/м, в каждой точке, мы можем воспользоваться следующим простым приемом. [c.168] Понятно, что простое деление полных потерь Р на активный объем диэлектрика (т. е. объем диэлектрика между электродами) V в общем случае дало бы нам лишь некоторую усредненную по объему величину удельных потерь. Отношение Я/У дает истинную величину удельных потерь, одинаковую в любой точке активного объема диэлектрика только в случае равномерного электрического поля, в частности в плоском конденсаторе в этом легко убедиться, разделив обе части уравнения (3-5) на V и подставив затем ЕН вместо и, еое5//г вместо С и, наконец, 8к вместо V тогда в правой части мы получим выражение, соответствующее правой части уравнения (3-6). [c.169] Формулы (3-6) и (3-6 ) пригодны для любой картины поля и, в частности, для поля в диэлектрике, который в разных местах обладает неодинаковыми свойствами. [c.169] Формулы (3-6) и (3-6 ) особенно отчетливо показывают, что при прочих равных условиях диэлектрические потери тем больше, чем больше параметры электроизоляционного материала е и Произведение е называют коэффициентом диэлектрических потерь. [c.169] Здесь у=1/р. См/м —удельная объемная проводимость материала формула (1-9)]. [c.170] При малом угле потерь, опять-таки пренебрегая величиной tg 6, мы будем иметь С Ср-, если же угол потерь велик, емкость (а следовательно, и диэлектрическая проницаемость, если она вычисляется по емкости) становится величиной неопределенной, зависящей от выбора модели диэлектрика с потерями, причем всегда g p Rs Rp- Величина tgo, естественно, не зависит от избранной схемы замещения. [c.171] Очевидно, что для электрической изоляции, в особенности при работе в условиях высокого напряжения и высокой частоты, диэлектрические потери являются нежелательным явлением и электроизоляционный материал или электроизоляционная конструкция высокого качества должны обладать малым углом диэлектрических потерь. [c.172] Однако в особых случаях —при нагреве для целей сушки, полимеризации и других технологических процессов обработки диэлектрика или полупроводника в электрическом поле высокой частоты — явление диэлектрических потерь используется в технике. [c.172] Вернуться к основной статье