Dielektrické ztráty

Pravděpodobně téměř každý ví, co se nazývá dielektrikum. Patří sem všechny kategorie látek, které neprocházejí elektrickým proudem. Takové látky jsou poměrně velké a kromě této základní vlastnosti jsou ještě charakterizovány některými dalšími. Dnes budeme hovořit o jejich vlastnostech. Co znamená termín dielektrická ztráta? Toto je druh energie, která se vyskytuje v dielektrikách v důsledku vlivu elektrických polí. Tato energie zase vede ke skutečnosti, že dielektrikum se zahřívá.

Je-li účinek pole, a tedy napětí, konstantní, pak se pro určení hodnoty ztrát energie použije proudová síla příčné, která závisí na vodivosti. Pokud je však účinek proměnlivý, pak by měl výpočet zohlednit navíc ztráty, které závisí na polarizaci. Kromě toho je hodnota ztrát ovlivněna přítomností nebo nepřítomností dalších nečistot v dielektriku - oxidu železa, plynu atd.

Obsah
  1. Měření dielektrických ztrát
  2. Počet ztrát v plynných látkách
  3. Vznik dielektrických ztrát v pevném dielektriku
  4. Charakteristika dielektrických ztrát v kapalných dielektrikách

Měření dielektrických ztrát

\ t

Měření dielektrických ztrát zahrnuje poměrně komplikovaný systém výpočtu, který se skládá z několika akcí.

Nejprve se vypočítá výkon rozptýlený v dielektriku s proměnlivým napětím. To se rovná výrobku, který ovlivňuje napětí a proud, který prochází dielektrikami (resp. U a la).

Ra =U · Ia

Pokud odkazujete na schéma dielektrické substituce, uvidíte, že se skládá z kondenzátoru a aktivního odporu, které jsou propojeny v sérii.

Podle vzorce můžeme vypočítat aktivní proud procházející dielektrikem, složí tečnou z vektoru plné hodnoty proudu do jeho kapacitance lc (odpovídajícím způsobem?). ? se stále nazývá úhel dielektrické ztráty (nebo jen ztráty).

Ia = Ic • tg?

Na základě toho si lze představit podrobnější vzorec pro výpočet výkonu následujícím způsobem.

Pa = U • Ic • Tg?

Pokud současně vezme hodnotu proudu do různých následných výrazů (s písmenem označeným jako kapacitní kapacitní odpor,? - úhlová frekvence).

Ic = U • • • C

Nakonec dostaneme mnohem hlubší vzorec pro výpočet výkonu v dielektriku.

Pa = U2 • • • C • tg?

Z tohoto vzorce lze již vyvodit určité závěry. Vidíme tedy, že hodnota energetických ztrát je přímo úměrná tangenci úhlu dielektrických ztrát. Úroveň kvality našeho dielektrika závisí na hodnotě tohoto úhlu. Když shrneme, pak se s klesajícím úhlem zvětší úroveň dielektrických vlastností látky. Hodnota tohoto úhlu umožňuje kvantitativně vyjádřit dielektrické ztráty a porovnat je v různých dielektrikách.

Počet ztrát plynů

\ t

Vzhledem k tomu, že v plynných látkách je hodnota elektrické vodivosti velmi malá, je počet dielektrických ztrát v nich malý.

Když dojde k polarizaciplynné molekuly, při kterých nedochází k dielektrickým ztrátám. V tomto případě se používá závislost pod názvem ionizační křivky. Tato závislost ukazuje, že pokud tečna? zvyšuje se zvyšujícím se napětím, to je důkaz, že v tomto případě je plyn v izolaci. Je-li ionizace významná, pak také ztráta plynu, což může vést k zahřátí a kolapsu izolace.

Proto je velmi důležité izolovat plyn z procesu izolace. Pro dosažení tohoto cíle použijte speciální ošetření. Zahrnuje vysušení izolace ve vakuu a poté vyplní všechny póry pod tlakem. Dalším krokem je spuštění.
Při ionizaci dochází k ozónu a oxidům dusíku, což vede ke zničení organické izolace. Pokud se ionizační efekt objeví tam, kde jsou pole nerovnoměrná, vede to k významnému snížení účinnosti přenosu (to se děje na přenosovém vedení).

Vznik dielektrických ztrát v pevném dielektriku

Vznik ztrát v pevném dielektriku přímo souvisí s jeho charakteristikami - strukturou, složením a přítomností polarizace. Například v síře, polystyrenu a parafínu nedochází k žádné dielektrické ztrátě, což znamená, že může být široce používán jako vysokofrekvenční izolátor.

Kamenná sůl, křemen, slída a jiné anorganické dielektrika v důsledku polarizace a kvality, jako je elektrická vodivost, se vyznačují přítomností malých množství tohoto typu.ztráty V tomto případě není hodnota dielektrických ztrát závislá na frekvenci, ale je v přímé závislosti na teplotě.

U mramoru, keramiky a jiných krystalických dielektriků charakterizovaných přítomností ztrát v důsledku jejich složení nečistot polovodičů - to může být voda, plyn, uhlík atd. Tyto materiály jsou tak zajímavou vlastností, že ztráty přímo souvisejí se životním prostředím. a jejich hodnota pro jeden materiál se může lišit v závislosti na změně okolních faktorů.

Charakteristiky dielektrických ztrát v kapalných dielektrikách

\ t

Zde hodnota ztrát přímo souvisí se složením. Je-li kapalina neutrální a neobsahuje nečistoty, pak je hodnota ztrát v důsledku nízké elektrické vodivosti nulová.

Pro technické účely se klikaté sloučeniny používají s polaritou nebo jsou směsí neutrálního a dipólu (mezi ně patří sloučeniny). V nich je hodnota ztrát výrazně vyšší.

Ztráty v polárních kapalinách jsou způsobeny takovou vlastností jako viskozita a nazývají se dipóly, protože jsou určeny dipolární polarizací. Současně jsou při nízkých viskozitních ztrátách malé, s růstem ztrát.

V kapalinách navíc existuje komplexní závislost dielektrických ztrát na teplotním režimu. Se stoupáním teploty tečně? Zvyšuje se na maximální hodnotu, po které opět klesá na minimum a opět se zvyšuje, což je spojeno se změnou elektrické vodivosti vlivem teploty.