ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диэлектрические потери из "Конструкционные и электротехнические материалы " Удельные диэлектрические потери и угол диэлектрических потерь. Диэлектрическими потерями называют мощность, поглощаемую в диэлектрике под действием приложенного напряжения. Потери мощности вызываются электропроводностью и медленными поляризациями. Если в диэлектрике имеют место газовые включения (поры), то при работе его на высоких напряжениях и высоких частотах происходит ионизация газа в порах, что вызывает потери на ионизацию. [c.159] При включении на постоянное напряжение конденсатора, между электродами которого находится диэлектрик, через него протекает падающий со временем ток, равный f = К + Кос + /ск (рис. 5.19, а). [c.159] Спадающий со временем ток абсорбции /аос обусловлен смещением связанных зарядов в ходе медленных поляризаций и вызывает рассеяние энергии в диэлектрике, диэлектрические потери. [c.159] Сквозной ток утечки / . вызван перемещением свободных зарядов в диэлектрике в процессе электропроводности, не изменяется со временем и вызывает потери, аналогичные потерям по закону Джоуля — Ленца в проводниках. [c.159] Следовательно, на постоянном напряжении потери, вызванные током абсорбции, имеют место только в период, когда происходит процесс медленных поляризаций, т. е. при включении конденсатора. [c.159] На переменном напряжении /абс Имеет место, если время релаксации процесса медленной поляризации меньше или соизмеримо с полупериодом приложенного напряжения (т Т/2). В этом случае мощность, рассеиваемая в диэлектрике под воздействием на него электрического поля — диэлектрические потери, обусловливаемые токами /(К и /абс. наблюдаются в течение всего времени приложения напряжения. [c.159] Диэлектрические потери в газообразных диэлектриках. В слабых электрических полях диэлектрические потери в газах обусловливаются электропроводностью. Сквозной ток утечки /ск. протекающий через конденсатор с газовым диэлектриком, весьма мал и tg6 для такого конденсатора при 50 Гц обычно не более 10 . [c.161] Зависимость tg б от напряжения приведена на рис. 5.20, которую называют/срг/вой ионизации, а точку С — точкой ионизации. [c.161] В полярных жидких диэлектриках потери вызваны электропроводностью и поляризацией, которые обусловливают значение токов /ск и / г . (рис. 5.19, б). [c.162] Дальнейшее изменение температуры приводит к заметному увеличению а диэлектрика, а поэтому к росту /рк, который определяет на этом участке диэлектрические потери, и tg б. [c.163] Если потери измерять на другой, большей, частоте, то максимум tg 6 наблюдается при более высокой температуре. Для того чтобы на большей частоте (меньшем полупериоде) соблюдалось равенство т =7/2, необходимо уменьшить т, чего можно достигнуть нагревом диэлектрика до большей температуры (рис. 5.22). [c.163] На низких частотах диэлектрические потери в полярных жидких диэлектриках в основном определяются электропроводностью, т. е. не изменяющимся с частотой током /с к- Диэлектрические потери от тока /абс намного меньше, так как число поворотов диполей в единицу времени еще мало. С увеличением частоты реактивный ток /р растет, а tg б уменьшается, как у неполярных диэлектриков [см. (5.17)1. [c.163] При нагдеве образца максимум tg б сдвигается в область боль-ujHx частот (рис. 5.23). При этом т уменьшается и для того, чтобы выполнялось равенство Т/2 = т, необходимо увеличивать частоту приложенного напряжения. [c.164] Диэлектрические потери в твердых диэлектриках. В неполярных твердых диэлектриках диэлектрические потери вызваны электропроводностью, а в полярных — электропроводностью и дипольной поляризацией. Выше (см. 5.3) отмечалось, что в твердых диэлектриках дипольная поляризация представляет собой деформацию звеньев, сегментов или ориентацию полярных групп молекул в электрическом поле. Изменение tg б от температуры и частоты для твердых неполярных и полярных диэлектриков такие же, как и для жидких (рис. 5.21—5.23). [c.164] В ходе тепловой ионной поляризации твердых диэлектриков переброс слабосвязанных ионов в электрическом поле происходит с потерями энергии. В некоторых диэлектриках с неплотной упаковкой объема частицами, например стеклах, где имеет место ионно-релаксационная поляризация, также наблюдаются закономерности изменения tg6 от температуры и частоты, характерные для дипольной поляризации. На рис. 5.24 приведены температурные и частотные зависимости для алюмоцннкосиликатного стекла — ситалла на основе оксидов SiOj, А1 0з и ZnO. Существование или отсутствие максимумов tg 6 в температурной и частотной зависимостях (рис. 5.24) зависит от условий термообработки стекла. [c.164] Увеличение tg б при нагреве в стекле или в поликристалличе-ском диэлектрике — керамике — может также вызываться одновременно увеличением проводимости материала и ростом числа сла-йосвязанных ионов, участвующих в ионно-релаксационной поляри-шции. Тангенс угла диэлектрических потерь таких материалов с увеличением температуры растет, но максимальное его значение мри измерениях не фиксируется, как это видно из рис. 5.25, где приведены зависимости tg 6 от температуры для Na — Ва — Mg— алюмоборосиликатного стекла, высоковольтного фарфора и стеатита. [c.165] Диэлектрические потери в сегнетоэлектриках определяются электропроводностью и доменной поляризацией. Изменения tg й от температуры и частоты для них такие же. как и для твердых полярных диэлектриков. [c.165] Диэлектрические потери в композиционных диэлектрических материалах определяются свойствами компонентов и их взаимным расположением, т. е. строением материала. [c.165] Вернуться к основной статье