Ce este pierderea dielectrică?
Metoda de calcul
Pierderile dielectrice necesită măsurare folosind un sistem de calcul destul de complicat. Acest sistem este format din mai multe etape. În primul rând, este necesar să se calculeze puterea pe care o are un dielectric și ce se disipează în ea la o tensiune alternativă. Este determinat de formula:
Pa = U * Ia
Figura de mai jos arată diagramele seriei (a) și conexiunii paralele (b) a condensatorului și a rezistenței active, precum și diagrame vectoriale ale curenților din ele.
Astfel, este posibil să se determine curentul activ, a cărui formulă de calcul va fi următoarea:
A doua valoare este tangenta unghiului vectorului valorii complete a curentului la capacitatea sa. Acest unghi se mai numește unghiul de pierdere dielectric. Ic este capacitanța dielectrică.
Prin concluziile obținute din datele obținute, se obține o formulă mai detaliată pentru calculul puterii:
În acest caz, curentul este calculat după formula: frecvența unghiulară * capacitanța condensatorului. Pe baza formulelor furnizate, puteți calcula puterea astfel:
Pe baza acestei formule, se poate observa de ce factori depind calitatea și fiabilitatea unui astfel de dispozitiv ca un dielectric. Dacă priviți graficul, puteți vedea că proprietățile cresc odată cu unghiul în scădere.
Tipuri de pierderi
În gaze
În substanțele gazoase, conductivitatea electrică este mică și, ca urmare, pierderile dielectrice vor fi, de asemenea, nesemnificative. Odată cu polarizarea moleculelor de gaz, nu se întâmplă nimic. În acest caz, se folosește așa-numita curbă de ionizare.
Această subordonare indică faptul că, odată cu creșterea tensiunii, unghiul va crește și el. Și acest lucru înseamnă că există o gază inclusă în izolație. În cazul ionizării mari, pierderea de gaz va fi semnificativă și, ca urmare, încălzirea și distrugerea izolației.
Prin urmare, atunci când faceți izolație, este foarte important să se țină seama de faptul că nu ar trebui să existe incluziuni de gaz. Pentru aceasta se folosește prelucrarea specială. Esența sa este următoarea: izolația este uscată în vid. Apoi porii sunt umpluți cu un compus sub presiune și apoi are loc ruperea.
În urma ionizării apar oxizi de azot și ozon, care distrug izolația.În momentele în care efectul de ionizare are loc pe un teren de câmpuri inegale, acest lucru în timpul transmisiei duce la scăderea eficienței.
În solide
Un dielectric solid are anumite caracteristici, cum ar fi compoziția, structura și polarizarea, care duc la pierderi dielectrice. De exemplu, ele sunt absente în sulf, parafină sau polistiren, prin urmare, aceste substanțe sunt utilizate pe scară largă ca un dielectric de înaltă frecvență.
Cuarțul, sarea și mica au prin conductivitate, prin urmare, se caracterizează printr-o cantitate nesemnificativă a acestor pierderi.
Pierderile dielectrice nu depind de frecvența (a), vor scădea împreună cu frecvența de câmp conform legii hiperbolice. Însă, cu temperatura, acestea depind direct de legea exponențială (b).
Un dielectric cristalin precum ceramica sau marmura are un indicator caracteristic al acestei valori. Acest lucru se datorează faptului că conțin impurități semiconductoare. Un astfel de material are o proprietate distinctivă: pierderile dielectrice sunt direct legate de mediu și condițiile acestuia. Prin urmare, în funcție de schimbarea factorilor care înconjoară dielectricul, valoarea unui material poate varia.
În lichide
În acest caz, pierderile sunt direct legate de compoziția materialului. Dacă nu există impurități în lichide, atunci acesta va fi neutru, iar pierderea va tinde spre zero, deoarece conductivitatea electrică este scăzută.
Lichidele cu polaritate sau cu prezența impurităților sunt utilizate în anumite scopuri tehnice, deoarece pierderea lor dielectrică va fi mult mai mare. Acest lucru se datorează faptului că astfel de lichide au propriile lor proprietăți speciale, de exemplu, vâscozitatea. Și întrucât sunt determinate de polarizarea dipolului, aceste lichide se numesc polarizări dipolice. Odată cu creșterea vâscozității, pierderile dielectrice cresc.
În plus, lichidele au o anumită dependență de pierderi de temperatură. Când regimul de temperatură crește, tangența unghiului crește, de asemenea, la o valoare maximă. Apoi scade la valoarea minimă și crește din nou. Acest lucru se datorează faptului că conductivitatea se schimbă sub influența temperaturii.
Prezentare generală a instrumentației
Există instrumente speciale pentru măsurarea pierderilor. Acestea includ dispozitivul IPI-10, dispozitivul Tettex și dielectricele substanțelor solide și lichide sunt studiate cu acesta. O instalație automatizată numită „Tangent - 3M” este utilizată pentru a determina tangența unghiului în dielectrice lichide (în figura de mai jos). De asemenea, folosiți contorul "Ш2 - 12ТМ".
În sfârșit, vă recomandăm să vizionați un videoclip util pe această temă:
Acum știți ce constituie pierderi dielectrice în dielectrice, cum sunt calculate și măsurate. Sperăm că informațiile furnizate v-au fost utile!
De asemenea, vă recomandăm să citiți:
Se încarcă ...
