Потери энергии в диэлектриках

Диэлектрическими потерями называют рассеиваемую электрическую мощность, превращаемую в диэлектрике в тепло, при воздействии электрического поля. Потери энергии в диэлектрике происходят вследствие [c.85]

Рд — потери энергии в диэлектрике конденсатора [c.338]

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]

Изучение потерь энергии в диэлектрике можно связать с рассмотрением поведения конденсатора с данным диэлектриком в цепи переменного напряжения. [c.74]

Потери энергии в диэлектрике называют диэлектрическими потерями, а соответствующую им мощность-мощностью диэлектрических потерь. [c.20]

Потери энергии в диэлектрике называются диэлектрическими потерями. [c.13]

ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ [c.28]

Спадающий со временем ток абсорбции /аос обусловлен смещением связанных зарядов в ходе медленных поляризаций и вызывает рассеяние энергии в диэлектрике, диэлектрические потери. [c.159]

К диэлектрическим потерям, обусловленным поляризацией, следует отнести также так называемые резонансные потери, проявляющиеся в диэлектриках при световых частотах (рис. 22). Этот вид потерь с особой четкостью наблюдается в некоторых газах при строго определенной частоте и выражается в интенсивном поглощении энергии электрического поля. [c.79]

Так как величины и, ш, С практически являются неизменными,, то о потерях энергии в изоляции судят по величине тангенса угла диэлектрических потерь, которым обладает данный диэлектрик. [c.13]

Испытание диэлектриков с помощью измерительных коаксиальных и волноводных линий дает удовлетворительные результаты в том случае, когда потери энергии в образцах диэлектриков намного больше потерь в стенках измерительных устройств. Если необходимо провести испытания изоляционных материалов с малым углом потерь tg б <0,01, то в этих случаях более высокую точность дает использование коаксиальных или полых резонаторов. Коаксиальные резонаторы применяются на дециметровых волнах, полые резонаторы — в диапазоне сантиметровых и более коротких волн. Способы определения в и б диэлектриков при помощи резонаторов являются по существу видоизмененными резонансными методами, однако настройка в резонанс имеет отличительные особенности. [c.134]

Весьма серьезной эксплуатационной нагрузкой является тепловое воздействие. В большинстве случаев, особенно в сильноточных устройствах, изоляционным материалам приходится работать при повышенных температурах, вызванных как потерями энергии в электротехнических материалах, главным образом проводниковых и магнитных (по крайней мере при невысоких частотах), так и повышенной температурой окружающей среды. Воздушная изоляция наименее чувствительна к действию повышенных температур, встречающихся в различных электротехнических устройствах, как правило, не превышающих несколько сот градусов (за исключением некоторых особых случаев, как, например, электрическая дуга). В жидких диэлектриках, помимо непосредственного воздействия на электрические характеристики, что само по себе может лимитировать предел рабочей температуры, повышенная температура вызывает различного вида деструкцию (разложение), в частности термоокислительную. Окислительному процессу особенно сильно подвержены чисто органические жидкости, например трансформаторное масло. Сильно окислившееся масло не может нормально выполнять свои функ-ции. [c.109]

Неравенство потерь энергии наблюдается только в диэлектриках, поэтому потери мощности в диэлектриках, работающих в переменных электрических полях, называются диэлектрическими потерями. [c.10]

Поведение диэлектриков в высокочастотном поле характеризуется возникающими в них диэлектрическими потерями, которые вызывают непроизводительные потери энергии в колебательном контуре и нагрев диэлектриков. Это приводит к уменьшению электрического сопротивления в диэлектриках контуров радиоаппаратуры, а следовательно, к [c.31]

В диапазоне дециметровых и сантиметровых волн в качестве резонансных систем применяются объемные резонаторы, представляющие металлические полости, заполненные диэлектриком. Теория объемных резонаторов простейших форм (цилиндрических, прямоугольных) тесно связана с теорией волноводов. Объемные резонаторы цилиндрической и прямоугольной форм можно рассматривать как отрезки соответствующих волноводов с закрытыми торцами. Как и в теории волноводов, примем, что стенки резонатора идеально проводящие и резонатор заполнен однородным диэлектриком. При таких предположениях потерь энергии в резонаторе нет. Вследствие отражения от торцовых поверхностей зависимость полей в резонаторе от Z представляет собой стоячие волны А os (/гг) + В sin (/гг). [c.324]

Из всего многообразия физических свойств важнейшими свойствами, характеризующими вещество как диэлектрик, являются электрические — поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и т. д. Многие годы диэлектрики применялись в основном как изоляторы. Поэтому наибольшее значение имели их малые электропроводности и диэлектрические потери, высокая электрическая прочность. В современных условиях диэлектрики используют не только в качестве пассивных элементов различных электрических схем. С их помощью осуществляют преобразование механической и тепловой энергии в электрическую (пьезоэлектрики и пироэлектрики). Ряд диэлектриков находит применение для детектирования, усиления, модуляции электрических и оптических сигналов. При этом важную роль играют такие свойства, как фотоэффект, электрооптические и гальвано-магнитные явления. [c.271]

Потерями называют ту часть электрической энергии, которая превращается в диэлектрике в теплоту. Поскольку диэлектрики обладают некоторой проводимостью (хотя и очень незначительной), в них выделяется джоулева теплота даже в постоянном электрическом поле. Однако под действием переменного электрического поля диэлектрики обычно нагреваются значительно сильнее, чем [c.301]

В диэлектрике, находящемся в электрическом поле, происходит рассеяние (диссипация) энергии. Рассеиваемую за одну секунду энергию (мощность) называют диэлектрическими потерями. Теряемая энергия преобразуется в теплоту, вызывая нагрев диэлектрика, вследствие чего ухудшаются электрические и другие важные его характеристики. Потери в диэлектриках наблюдаются как при переменном, так и при постоянном напряжении, однако под диэлектрическими потерями понимают мощность, рассеиваемую в переменном электрическом поле. Вектор тока в образце диэлектрика, включенном под переменное напряжение, опережает по фазе вектор напряжения на угол ф<90°. Угол б, дополняющий ф до 90°, называют углом диэлектрических потерь. В идеальном диэлектрике без потерь ф=90° и 6 = 0. В качестве параметра диэлектрика используется ig 6 — тангенс угла диэлектрических потерь. [c.544]

В слабых полях, т. е. при напряженностях ниже точки ионизации диэлектрические потери в газах очень малы, и они рассматриваются как идеальные диэлектрики, в которых потери энергии могут быть только за счет электропроводности, так как в неполярных газах диэлектрических потерь нет, а в полярных — поворот диполей совершается без затраты энергии и поэтому без диэлектрических потерь. [c.23]

О явлениях, обусловленных поляризацией диэлектрика, можно судить по значению диэлектрической проницаемости, а также угла диэлектрических потерь, если поляризация диэлектрика сопровождается рассеянием энергии, вызывающим нагрев диэлектрика. В нагреве технического диэлектрика могут участвовать содержащиеся в нем немногочисленные свободные заряды, обусловливающие возникновение под воздействием электрического напряжения малого сквозного тока, проходящего через толщу диэлектрика и по его поверхности. Наличием сквозного тока объясняется явление электропроводности технического диэлектрика, численно характеризуемой значениями удельной объемной электрической проводимости и удель- [c.16]

Поворот диполей в направлении поля в вязкой среде требует преодоления некоторого сопротивления, а потому дипольная поляризация связана с потерями энергии. На эквивалентной схеме диэлектрика (рис. 1-1, б) это отражено последовательно включенным с емкостью активным сопротивлением Гд.р. В вязких жидкостях сопротивление поворотам молекул настолько велико, что в быстропеременных полях диполи не успевают ориентироваться в направлении поля, и дипольная поляризация при повышенных частотах приложенного напряжения может полностью исчезать. [c.20]

Ер—противоэлектродвижущая сила поляризации. В начальный момент при включении напряжения Ер практически равна нулю затем величина противоэлек-тродвижущей силы поляризации начинает увеличиваться, снижая величину тока утечки при некотором конечном значении времени (на рис. 2-20 это время обозначено Тк) Ер достигает своего предельного значения, после чего ток утечки перестает уменьшаться. Практически в условиях эксплуатации изоляции ток утечки и связанные с ним потери энергии в диэлектрике будут определяться величиной сквозного тока, иначе говоря величиной сопротивления, зафиксированного по сквозному току, хотя истинным сопротивлением диэлектрика [c.61]

В полярном диэлектрике с увеличением частоты приложенного напряжения возрастают потери энергии (кривая 2). Это объясняется тем, что диполи чаще вынуждены ориентироваться, на что затрачивается все большая энергия. Это происходит лишь до определенной частоты соответствующей максимальной величине tgбм. Начиная с частоты / время одного полупериода (когда электрическое поле сохраняет направление) становится настолько малым, что полярные молекулы не успевают ориентироваться и потери энергии в диэлектрике уменьшаются. На это и указывает снижение величины tgб в области высоких частот. Знание этих зависимостей необходимо при выборе того или иного диэлектрика для его работы при заданной частоте. [c.29]

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]

Электрич, свойства П. л. характеризуются волновым сопротивлением коаф. замедления п (см. Замедляющая система) и коэф. затухания а. Подвешенные в обращённые П. л. отличаются от др. П. л, тем, что сторона подложки, противоположная полоскам, не металлизирована они обладают меньшими потерями энергии в проводниках, чем микрополосковые линии, допускают передачу большей мощности. Волновые сопротивления и коэф. замедления этих линий зависят от расстояний между диэлектриком и экранами, что используют для перестройки устройств на П. л. и для выравнивания скоростей чётных и нечётных волн в связанных линиях (рис. 1, яе). Такое выравнивание необходимо для создания широкополосных направленных ответвителей. [c.29]

Тангенс угла диэлектрических потерь. Наиболее часто величина диэлектрических потерь характеризуется тангенсом угла потерь tg6. Используется также представление о комплексной диэлектрической проницаемости, что является особенно удобным для описания зависимости диэлектрических потерь от частоты е (ш)=8 (ш)—t8"((o), tg6 = e"/e, где е = е е" — коэффициент потерь. Как известно, потери энергии в электротехнике обычно описываются углом ф. На йекторной круговой диаграмме — это угол между векторами напряжения и тока (рис. 3.4). Но при описании потерь диэлектриков эта характеристика неудобна, так как угол ф обычно мало отличается от л/2. Поэтому диэлектрические потери принято характеризовать углом б, дополняющим ф до л/2. Тангенс угла потерь численно равен отношению тока проводимости /а к току смещения /V. Так же как и е, tg6 является макроскопической характеристикой диэлектрика. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры, частоты электрического поля и других параметров является такой же важной характеристикой диэлектр,икО В, как и соответствующие зависимости диэлектрической проницаемости. Заметим, что введение tg6 в качестве характеристики потерь имеет физический смысл лишь в переменном синусоидальном электрическом поле. [c.74]

А — параметр, определяющий вибрационные и ударные характеристики конденсатора диапазон частот вибрации, Гц, и ускорение, g tg б — тангенс угла б характеризует потери в конденсаторе, вызванные рассеиванием энергии в диэлектрике г на активном сопротивлении обкладок. Наименьшие потери у керамических, стеклоэмалевых и пленочных конденсаторов (tg б = 0,001- 0,0015), у слюдяных конденсаторов tg 6 = 0,01, у бумажных и металло-бу-мажных — 0,015, сегнетокерамических — 0,04, электролитических— 0,15—0,35. [c.244]

Из 4юрмул (19) и (20) следует, что при заданных величинах напряжения V, частоты / и емкости С диэлектрика активные потери энергии в нем (в изоляции) будут зависеть от величины tgб. Величина tgб определяет активную мощность, теряемую в диэлектрике, работающем под переменным напряжением. Особенно большие потери мощности в изоляции могут возникать при больших частотах. Поэтому для диэлектриков, применяемых в радиоустройствах, допустимые значения tgб приведены в ГОСТах на высокочастотные диэлектрики. [c.12]

Волноводы обладают рядом преимуществ по сравнению с коаксиальными и двухпроводными линиями. Для них характерны простота и жесткость конструкции. Все поле заключено внутри волновода, поэтому нет потерь энергии иа излучение, как в открытой двухпроводной линии. В. коаксиальных линиях для установки -центрального проводника вдоль оси внешнего проводника применяется обычно диэлектрик, потери в котором вносят существенный вклад в общие потери линии. Внутри волновода в большинстве случаев имеется либо воздух, либо вакуум (в волноводах электронных приборов СВЧ). Потерями в этих средах практически можно пренебречь. Таким образом, в волноводах при воздушном Их заполнении или при откачке до высокого вакуума отсутствуют потери в диэлектрике. Из-за -отсутствия диэлектрика и центрального проводника пробивная прочность волновода больше, че-м у коаксиальной линш. Наконец, потери в стенках волновода также меньше по сравнению с потерями. в коаксиальном кабеле, в котором по Бнутреннему проводнику протекает ток большей плотности при одинаковой передаваемой мощности. Полезно отметить, что в диапазоне волн 6— 12 см потери энергии в волноводе равны пример НО 0,01 дБ на один метр длины, что приблизительно в 100 раз меньше, чем в коаксиальном кабеле (примерно. 1 дБ/м), применяемом в измерительной аппаратуре для соединения различных приборов. [c.6]

Последовательный колебательный контур (рис. 1.1,й) содержит включенные последовательно конденсатор С, катушку индуктивности L и сопротивление потерь г . Оно обычно не суш,ествует как отдельный элемент, а характеризует величину потерь энергии в колебательном контуре, состоящих из потерь в проводе и каркасе катушки, в диэлектрике конденсатора, потерь на излучение и т. д. Сопротивление потерь в реальном контуре обычно невелико и составляет доли или единицы ом. Послёдовательно с колебательным контуром на рис. 1.1,а к входны.%< зажимам подключается генератор электрических колебаний, частота которых изменяется в широких пределах. [c.5]

Полные потери в резонаторе складываются из затухания, вызванного рассеянием энергии в диэлектрике и кон чой проводимостью металла. Так, для резо..лтора с цилиндром, выполненным из кварцевого стекла (е = 3,8 tgAe=10 ), имеющего 1)/а=1,0 при А1а = 2 и [c.58]

При низких температурах вязкость диэлектрика так велика, что диполи заморожены , не ориентируются в электрическом поле и дипольная поляризация не происходит. Проводимость диэлектрика при низких температурах мала, а поэтому невелики /ск и вызываемые им диэлектрИческйе потери. Поэтому tg б жидкого полярного диэлектрика при низких температурах имеет небольшое значение (рис. 5.21, а, пунктирная линия). С ростом температуры вязкость диэлектрика уменьи1ается. время релаксации полярных молеку.-i становится меньше и они вовлекаются в процесс поляризации. Ориентация (поворот молекул в поле в результате преодоления межмо-лекулярных сил) происходит с трением . На работу против сил трения затрачивается энергия электрического поля, которая и рассеивается в диэлектрике, активная составляющая /да тока абсорбции /аос увеличивается и tgfi диэлектрика растет (рис. 5.21, а). При температуре вязкость диэлектрика уменьшается до такого значения, что время релаксации И полупериод T 2 - i2f) приложенного напряжения становятся одинаковыми Полярные молекулы в течение одного полупериода поворачиваются на максималь- [c.162]

Электронная поляризация представляет собой упругое смещение л деформацию электронных оболочек атомов и ионов. Время уста-товления электронной поляризации ничтожно мало (около 10"с). Диэлектрическая проницаемость вещества с чисто электронной поляризацией численно равна квадрату показателя преломления света п. Смещение и деформация электронных орбит атомов или яонов не зависит от температуры, однако электронная поляризация вещества уменьшается с повышением температуры в связи с тепловым расширением диэлектрика и уменьшением числа частиц в единице объема. Изменение диэлектрической проницаемости диэлектрика с злектронной поляризацией при изменении температуры обусловли-зается лишь изменением его плотности (подробнее см. далее стр. 23). Электронная поляризация наблнадается у всех видов диэлектриков и не связана с потерей энергии. [c.19]

Природа диэлектрических потерь в электроизоляционных материалах различна в зависимости от агрегатного состояния вещества. Диэлектрические потерн могут обусловливаться сквозным током или, как указывалось при рассмотрении явления поляризации, активными составляющими токов смещения. При изучении диэлектрических потерь, непосредственно связанных с поляризацией диэлектрика, можно характеризовать это явление поляризации кривыми, представляющими зависимость электрического заряда на электродах конденсатора с даниы.м диэлектриком от приложенного к конденсатору напряжения (рис. 3-1). При отсутствии потерь, вызываемых явлением поляризации, заряд линейно зависит от напряжения (рис, 3-1, а) и такой диэлектрик называется линейным. Если в линейном диэлектрике наблюдается замедленная поляризация, связанная с потерями энергии, то кривая зависимости заряда от напрял<ения приобретает вид эллипса (рис. 3-1,6). Площадь 31 ого [c.44]

Для нелинейного диэлектрика—сегнетоэлектрика—кривая за-иисимости заряда от напряжения приобретает вид петли гистерезиса, характерной для магнитных материалов (см. рис. 1-10) и в этом случае площадь иетли пропорциональна потерям энергии за один период в единице объема диэлектрика. [c.45]

В 10—30-х годах текущего столетия были опробованы методы микроскопического анализа изучение под микроскопом поперечного шлифа электролитически покрытой поверхности, измерение под микроскопом неровностей поверхности по репликам из желатина и т. д. Предпринимали попытки косвенной оценки неровностей поверхности по потерям энергии маятника при торможении его неровностями поверхности во время качания, по разности размеров деталей до и после доводки, по предельному углу регулярного отражения света, по теневой картине поверхности на экране с увеличенными изображениями поверхностных дефектов, по расходу воздуха через участок контакта сопла с испытуемой поверхностью, по четкости изображения растра на испытуемой поверхности или на экране после отражения от нее светового пучка, по электрической емкости контактирующей пары испытуемая поверхность — диэлектрик с нанесенным слоем серебра , по нагрузке на индентер при определенном его сближении с испытуемой поверхностью, по изображению мест плотного соприкосновения призмы с неровностями поверхности и т. д. Были опробованы методы исследования рельефа поверхности с помощью стереофотограмм и стереокомпаратора. На производстве в этот период доминировали органолептические методы контроля визуальное сравнение с образцом, сравнение с помощью луп, сравнение на ощупь ногтем, краем монеты и т. п. В 30-х годах был предложен и реализован в двойном микроскопе метод светового сечения (Линник, Шмальц), а также метод микроинтерференции и основанные на нем микроинтерферометры, сочетающие схемы микроскопа и интерферометра Майкельсона. В этот же период [c.58]

Замечательной ос бенностью-ферритов является их высокое электрическое сопротивление, превышающее сопротивление металлических ферромагнетиков в 10 —раз. Эта особенность позволила разрешить казалось бы совершен[ю непреодолимую трудность, возникшую в технике высоких и сверхвысоких частот (ВЧ и СВЧ техника) в вопросе использования магнитных материалов. Дело в том, что в большинстве радиотехнических устройств, в которых применяются магнитные поля, для усиления этих полей в катушки с током помеш,ают сердечники (магнитопроводы) из ферромагнитных материалов. При питании катушек постоянным током сердечники можно изготовлять из сплошного ферромагнетика, например железа, пермаллоя и др. При питании же переменным током, особенно повышенной частоты, такие сердечники уже непригодны, так как при перемагничивании в них возникают сильные вихревые токи, которые не только увеличивают потери энергии и снижают к, п. д. устройств, но и могут настолько нагревать сердечник, что устройство перестает работать или даже выходит из стрэя. Поэтому сердечники изготавливают из тонких листов и мелких частиц ферромагнетиков, изолированных друг от друга. Это позволило значительно уменьшить вихревые токи, но не сняло всех трудностей, связанных с потерями, скин-эффектом и т. д., особенно сильно проявляюш,ихся на высоких и сверхвысоких частотах. Успех был достигнут лишь с разработкой ферритов, сочетающих в себе магнитные свойства ферромагнетиков с электрическими свойствами диэлектриков. [c.302]

Оценки основных термодинамических характеристик плазмы искрового канала температуры, коэффициентов и показателей поглощения, потерь энергии с излучением и других - основаны на измерениях спектральной плотности лучистого потока (или яркости Ья). Результаты измерений спектральной плотности яркости искрового канала в оптически прозрачных твердых диэлектриках (ЩГК, органическом стекле, полевом шпате) по методу сравнения, несмотря на тщательный контроль за сохранением условий эксперимента (параметров разрядной цепи, длины межэлектродного промежутка, параметров оптической системы, геометрии образца и т.д.), подвержены значительным статистическим флуктуациям. Природа этих разбросов обусловлена малыми радиальными размерами искрового канала, особенно в начальной стадии его расширения, искривлениями и нестабильностью положения канала относительно оси электродов, вариациями кинетики трещин вокруг канала и т.п. Изучение влияния типа ЩГК, режимов энерговклада и других факторов возможно только с применением статистических методов, в частности, дисперсионного анализа. Результаты проверки закона распределения отдельных измерений максимального значения спектральной плотности [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...