Co to jest utrata dielektryczna?
Metoda obliczeniowa
Straty dielektryczne wymagają pomiaru przy użyciu dość skomplikowanego systemu obliczeniowego. Ten system składa się z kilku etapów. Przede wszystkim należy obliczyć moc dielektryka i jego rozproszenie przy napięciu przemiennym. Jest to określone przez wzór:
Pa = U * Ia
Poniższy rysunek pokazuje schematy szeregowego (a) i równoległego (b) połączenia kondensatora i rezystancji czynnej, a także schematy wektorowe prądów w nich.
W ten sposób możliwe jest określenie prądu czynnego, którego wzór obliczeniowy będzie następujący:
Druga wartość to styczna kąta wektora pełnej wartości prądu do jego pojemności. Kąt ten jest również nazywany kątem strat dielektrycznych. Ic jest pojemnością dielektryczną.
Wyciągając wnioski z uzyskanych danych, uzyskuje się bardziej szczegółowy wzór obliczania mocy:
W takim przypadku prąd oblicza się według wzoru: częstotliwość kątowa * pojemność kondensatora. Na podstawie podanych wzorów możesz obliczyć moc w następujący sposób:
Na podstawie tej formuły można stwierdzić, od jakich czynników zależy jakość i niezawodność takiego urządzenia jako dielektryka. Jeśli spojrzysz na wykres, zobaczysz, że właściwości rosną wraz ze zmniejszającym się kątem.
Rodzaje strat
W gazach
W przypadku substancji gazowych przewodność elektryczna jest niewielka, w wyniku czego straty dielektryczne również będą nieznaczne. Przy polaryzacji cząsteczek gazu nic się nie dzieje. W tym przypadku stosuje się tak zwaną krzywą jonizacji.
To podporządkowanie wskazuje, że wraz ze wzrostem napięcia kąt również wzrośnie. A to oznacza, że w izolacji znajduje się gaz. W przypadku dużej jonizacji straty gazu będą znaczące, w wyniku czego - nagrzewanie i zniszczenie izolacji.
Dlatego podczas wykonywania izolacji bardzo ważne jest, aby wziąć pod uwagę fakt, że nie powinno być żadnych wtrąceń gazu. W tym celu stosuje się specjalne przetwarzanie. Jego istota jest następująca: izolacja jest suszona w próżni. Następnie pory wypełnia się związkiem, który jest pod ciśnieniem, a następnie dochodzi do włamania.
W wyniku jonizacji pojawiają się tlenki azotu i ozonu, które niszczą izolację.W momentach, gdy efekt jonizacji występuje na powierzchni nierównych pól, podczas transmisji prowadzi to do zmniejszenia wydajności.
W ciałach stałych
Stały dielektryk ma pewne cechy, takie jak skład, struktura i polaryzacja, które prowadzą do strat dielektrycznych. Na przykład nie występują w siarce, parafinie lub polistyrenie, dlatego substancje te są szeroko stosowane jako dielektryk o wysokiej częstotliwości.
Kwarc, sól i mika mają przewodnictwo, dlatego charakteryzują się niewielką ilością tych strat.
Strata dielektryczna nie zależy od częstotliwości (a), zmniejszy się wraz z częstotliwością pola zgodnie z prawem hiperbolicznym. Ale wraz z temperaturą zależą bezpośrednio od prawa wykładniczego (b).
Krystaliczny dielektryk, taki jak ceramika lub marmur, ma charakterystyczny wskaźnik tej wartości. Wynika to z faktu, że zawierają zanieczyszczenia półprzewodnikowe. Taki materiał ma charakterystyczną właściwość: straty dielektryczne są bezpośrednio związane ze środowiskiem i jego warunkami. Dlatego w zależności od zmiany czynników otaczających dielektryk wartość jednego materiału może się różnić.
W płynach
W takim przypadku straty są bezpośrednio związane ze składem materiału. Jeśli w cieczach nie ma zanieczyszczeń, będzie on neutralny, a strata będzie dążyć do zera, ponieważ przewodność elektryczna jest niska.
Ciecze o polaryzacji lub z obecnością zanieczyszczeń są wykorzystywane do niektórych celów technicznych, ponieważ ich straty dielektryczne będą znacznie wyższe. Wynika to z faktu, że takie ciecze mają swoje szczególne właściwości, na przykład lepkość. A ponieważ są one determinowane przez polaryzację dipolową, ciecze te nazywane są polaryzacjami dipolowymi. Wraz ze wzrostem lepkości rosną straty dielektryczne.
Ponadto ciecze mają pewną zależność strat od temperatury. Gdy reżim temperatury wzrasta, styczna kąta również wzrasta do wartości maksymalnej. Następnie spada do wartości minimalnej i ponownie rośnie. Jest tak, ponieważ przewodność zmienia się pod wpływem temperatury.
Przegląd oprzyrządowania
Istnieją specjalne przyrządy do pomiaru strat. Należą do nich urządzenie IPI-10, urządzenie Tettex oraz dielektryki substancji stałych i płynnych. Automatyczna instalacja o nazwie „Styczna - 3M” służy do określenia stycznej kąta w płynnych dielektrykach (na zdjęciu poniżej). Użyj także miernika „Ш2 - 12ТМ”.
Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na ten temat:
Teraz wiesz, co stanowi straty dielektryczne w dielektrykach, jak są one obliczane i mierzone. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne!
Zalecamy również przeczytanie:
Ładowanie ...
