Потери в диэлектриках. Поляризация в диэлектрике в переменном поле. Ионизационные потери. Релаксационные потери

Страницы работы

Фрагмент текста работы

однородным диэлектриком, удельные диэлектрические потери равны частному от деления полных диэлектрических потерь на объем диэлектрика между электродами. Если же поле неоднородно, тогда удельные потери в разных точках диэлектрика различны (напряженности электрического поля в разных точках неодинаковы), кроме того, если диэлектрик неоднороден, тогда необходимо учитывать параметры диэлектрика в разных частях его объема. Все это связано с определением объема, сложностью форм деталей.   Поэтому преимущество отдается показателям, которые зависят только от качества материала и при этом относительно легко определяются. Такими показателями являются тангенс угла электрических потерь и коэффициент диэлектрических потерь. Обе эти величины определяются и имеют четкий физический смысл только для линейных диэлектриков и синусоидального переменного электрического поля. Однако они используются в качестве условных показателей и для сравнения нелинейных диэлектриков с точки зрения диэлектрических потерь.  Тангенс угла диэлектрических потерь определяется как тангенс угла d, являющегося дополнительным углом по отношению к углу сдвига фаз между током и напряжением (d=90-j) и называющегося углом диэлектрических потерь (рис. 4.1).

СИ

P

U

I

w

C

Вт

В

А

cˉ¹

Ф

 
  Взаимосвязь между тангенсом угла потерь tg d и диэлектрическими потерями P выражается формулой

P=UI cos j =UI sin d =U²wC tg δ,                                                               (4.1)

где U – действующее значение электрического напряжения; I – действующее значение электрического тока; φ – угол сдвига фаз; δ - угол диэлектрических потерь; C – емкость.

4.1.1. Потери на электропроводность Физическая сущность потерь

При длительном включении диэлектрика под постоянное напряжение, потери мощности в нем возникают за счет прохождения сквозного тока утечки через сопротивление изоляции [см. формулы (4.9) и (4.10)] и аналогичны потерям, определяемым по закону Джоуля-Ленца в проводниках.

Зависимость тока i , проходящего через диэлектрик, от времени t при прохождении постоянного напряжения U определяется графиком, показанным на рис. 4.1.

 


                 i

 


                              P

     iабс0

                                   iабс

 


                                                           i

 


                                            0                                                           t

Рис. 4.1 Зависимость тока через диэлектрик от времени с момента включения под постоянное напряжение

Ток  i можно представить как сумму двух составляющих

i = i + iабс,

где значение i, к которому стремиться i при t → ∞, является сквозным током утечки, а iабс – ток абсорбции.

Если исключить из рассмотрения начальный участок 0Р графика i(t) – рис.4.1, то затухающий во времени ток абсорбции можно определить по формуле

(4.2)

 
СИ

i

U

t

А

В

C

iабс = Us exp(-t/t) = iабс0 exp(-t/t),

 
где s – имеющаяся размерность проводимости; t - постоянная  времени затухания тока абсорбции; iабс0 = Us - значение iабс для t = 0.

Ток абсорбции в диэлектриках определяется процессами дипольной поляризации (в полярных диэлектриках), миграционной поляризации, спонтанной поляризации и других видов релаксационной поляризации.

При работе диэлектрика на постоянном напряжении изменение тока во времени (рис. 4.1) происходит при включении и отключении образца, а при подключении диэлектрика на синусоидальное напряжение с угловой

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Конспекты лекций
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0