dielektromos veszteség
A „dielektromos veszteség” származik az a tény, hogy egy ideális dielektromos energia csak halmozódik formájában W = E 0 e E 2/2, (egységnyi térfogatra eső, cm. (2.1)), de nem veszett. Az igazi része a dielektromos energiát az áramkör fordult egy másik formája az energia, azaz hő. Két fő csatorna energiaátalakító hővé: veszteségek miatt a vezetőképesség és a polarizációs veszteségeket.
Veszteség miatt a vezetési, amikor egy állandó feszültség van meghatározva ismert kifejezéseket. Az Ohm-törvény határozza meg a felvett teljesítmény anyag izolálását a P = U 2 / Rizol és az Ohm-törvény differenciális formában (képlet (1,23)), hogy mivel a normális vezetőképessége fajlagos teljesítmény veszteség p = E 2 / r.
Arra az esetre váltakozó feszültség, vannak további kapcsolódó veszteségeket a polarizációs áram és abszorpció, amelyekkel általában bemutatásra:
P = U 2 W CTG d (2,5)
ahol d - dielektromos veszteség szög. amelyeknek a jelentése lehet érteni a vektor diagramja ábra 2.5. tg d = Ia / Ic - aktív áram aránya a jet. Elvileg, a fizikai jelentését tg d lehet érteni az általános megfontolások. Poter- teljesítmény az aktív erő, az aktív jelenlegi munka a feszültség. Lehetőség van, hogy menjen az ismert közötti szög a feszültség és áram J p = UIcos j. expresszáló reaktív keresztül folyó I I = Ip / sin j. Kapunk P = U 2 W · C · CTG j. ami azt mutatja, hogy a d = p ¤ 2 - j.
Továbbá az új fogalmak kerülnek bevezetésre - izolyatsiiQ minőségi tényező = 1 / tg d, jellemző az időszakok száma, amely alatt a dielektromos felszívódik a tárolt energia W = CU 2/2.
Bizonyos esetekben célszerű, hogy a konkrét dielektromos veszteség E p = 2 W · e · e 0 tg d. (2.6)
Itt a kifejezés a TGD különböző rendszerek dielektromos helyettesítés:
2.1 ábra rendszert. tg d = 1 / W RC;
Annak érdekében, hogy így TG d értékeit néhány, a legjobb fajták dielektromos frekvenciája 50 Hz.
Transzformátor olaj (T = 90 ° C) 5 × 10 -3
Gáznemű Dielektromos 10 -9
Polietilén 10 -4
A ferroelektromos kerámiák alapuló bárium-titanát 10 -3
Tekintsük az oka egy ilyen nagy különbség a dielektromos veszteség. Mint már említettük, a fő szerepet az veszteségek, vezetési folyamatok és létrehozó polarizáció. Vezetőképesség veszteségek alapján meghatározott állandó stressz és kisebb mértékben, alacsony frekvenciákon. Egyre gyakrabban egyre nagyobb szerepet polarizációs veszteségeket. Az a tény, hogy a polarizáció nem állapítható meg azonnal, és egy ideig, attól függően, hogy milyen típusú polarizációs. Elektronikus polarizáció nem poláros dielektrikumokon van beállítva subpicosecond alkalommal, dipólus polarizáció poláris dielektrikumokon - egy nanoszekundum alkalommal. domén polarizáció ferroelectrics - a mikro- és submicrosecond alkalommal.
Amikor kitéve váltakozó feszültség, ami sokkal kisebb, mint a szükséges idő, hogy létrehozza a megfelelő polarizáció, dielektromos állandó, ennek megfelelő típusú nincs beállítva, és a veszteségek társított kicsi. Ezért egy nem poláros dielektromos veszteség kicsi, szinte minden frekvencián. Ha az időszak az AC feszültség közel van az idő, a létesítmény a polarizáció, a maximális veszteség.
Fizikailag, leírható az alábbiak szerint a példa a dipólus polarizáció. Hatása alatt a dipólus kezd fordulni a feszültséget, és úgy orientáltak mentén az elektromos mező eljárva a záródási ideje az első felében ciklusban a feszültséget. A következő fél ciklusban, kibontakozik és orientált új irányba a vége. Ez a jelenség természeténél fogva hasonlít rezonancia. Kiderült, hogy a dipólusok forgatjuk folyamatosan, és mivel mindez történik egy viszkózus közegben, a mozgási energiát szolgáltatott a villamos mezővel továbbítjuk a környező molekulák, azaz a érkező energia forrás fogyasztott fűtés a dielektromos. Amikor kitéve váltakozó feszültséget, amelynek időtartama sokkal hosszabb, mint a megfelelő, polarizáció, dielektromos állandó, amely megfelel a közepes maximális, és a kapcsolódó veszteségeket a kicsi.
Tekintsük az adott dielektromos veszteségek dielektrikumokban különböző. Alacsony veszteséggel gáznemű dielektrikumokban miatt mind az alacsony vezetőképesség (lásd. 1.2.2. Fejezet), és egy kis polarizáció, még abban az esetben dipólus molekulák, mivel kevés a molekulák száma egy gáz, és a kis gáz viszkozitása.
Viszonylag alacsony veszteség a polietilén miatt túlnyomórészt polarizált molekulák és csoportok molekula polietilén. Így veszteségek fordulnak elő elsősorban a szennyeződések jelenléte, a polarizációs mozgását töltetlen szennyeződések stb
Veszteségek folyékony dielektrikumok, mint a transzformátor olaj társítható jelenlétében gyengén poláros csoportok molekulák (olaj készítmény lesz szó az alábbiakban, a 3. fejezetben), és a jelenléte ionos szennyeződések.
A ferroelektromos veszteség nagy gyakorisággal megahertz, amely által okozott beállításával a polarizációs tartomány.
A komplex dielektrikumok, amelyek jellemzik a jelenléte abszorpciós aktuális, a maximális veszteség figyelhető frekvencián amelynek időszak közel van a jellemző abszorpciós az aktuális lecsengési idő.
Meg kell jegyezni, hogy a dielektromos veszteség bármilyen anyagok függ hőmérséklet, frekvencia, a páratartalom, a mező intenzitása. Frekvenciafüggését elvesztése jellemző az anyag és meghatározni minden dielektromos anyag nem csak az anyag tulajdonságait a molekulák, hanem a készítmény és a szennyeződések. Jellemzően, a veszteségek maximuma egy vagy több frekvencián, attól függően, hogy milyen típusú molekulák. A helyzet a maxima jellemzi természetes frekvenciáit a létesítmény a polarizáció. Ezek lehetnek társítva a forgatás poláris molekulák a folyékony dielektrikum vagy ferroelektromos domént viszont. Például, egy dielektromos reakcióvázlat szerint 3B veszteség maximális frekvencián w m
1 / t. Vizsgált viselkedés ue gyakorisága veszteség, az úgynevezett dielektromos spektroszkópia lehetővé teszi, hogy tanulmányozza az anyagok szerkezetét.
A hőmérséklet függése a veszteség általában monoton, veszteségek a hőmérséklet növekedésével nő, bár néhány dipólus dielektrikumokon megfigyelhető lokális maximum, amely ugyanolyan jellegű, mint a csúcsok a frekvencia függvényében.
A növekvő nedvesség elvesztését is növekszik, gyakran igen jelentős. Ez annak köszönhető, hogy mind a növekedés keresztüli hővezetés, és a polarizációs az oldott és emulgeált vizet.
A térerő növelésével növekedése kíséri tg d. a megnövekedett vezetőképesség. Ennek oka lesz szó részletesen a következő fejezetben.