Vad är dielektrisk förlust?

Alla vet att ett dielektrikum är ett material som förhindrar att elektrisk ström passerar igenom. Det finns ett stort antal sådana material och ämnen. Förutom deras väsentliga egenskaper har de ett antal andra ytterligare egenskaper. Sådana funktioner inkluderar dielektrisk förlust - energin som sprids i ett material under påverkan av elektriska fält. På grund av denna energi värms materialet upp, varför dess termiska förstörelse och andra negativa effekter kan uppstå. Därefter överväger vi vilka dielektriska förluster i dielektrik är, hur de uppstår och med vad som mäts.

innehåll:

Beräkningsmetod
Typer av förluster
I gaserna
I fasta ämnen
I vätskor
Instrumentöversikt

Beräkningsmetod

Dielektriska förluster kräver mätning med ett ganska komplicerat beräkningssystem. Detta system består av flera steg. Först och främst är det nödvändigt att beräkna den effekt som en dielektrik har och som sprids i den vid en växelspänning. Det bestäms av formeln:

Pa = U * Ia

Figuren nedan visar diagrammen över serien (a) och parallell (b) anslutning av kondensatorn och det aktiva motståndet samt vektordiagram över strömmarna i dem.

Således är det möjligt att bestämma den aktiva strömmen, vars beräkningsformel är som följer:

Det andra värdet är tangenten för vektorns vinkel med det fulla värdet på strömmen till dess kapacitet. Denna vinkel kallas också den dielektriska förlustvinkeln. Ic är den dielektriska kapacitansen.

Med slutsatser från de erhållna data erhålls en mer detaljerad formel för beräkning av effekt:

I det här fallet beräknas strömmen med formeln: vinkelfrekvens * kondensatorkapacitans. Baserat på de medföljande formlerna kan du beräkna effekten enligt följande:

Baserat på denna formel kan man se på vilka faktorer kvaliteten och tillförlitligheten för en sådan anordning som ett dielektrikum beror på. Om du tittar på diagrammet kan du se att egenskaperna ökar med minskande vinkel.

Typer av förluster

I gaserna

I gasformiga ämnen är den elektriska ledningsförmågan liten och som ett resultat kommer dielektriska förluster också att vara obetydliga. Med polarisering av gasmolekyler händer ingenting. I detta fall används den så kallade joniseringskurvan.

Denna underordning indikerar att med ökande spänning kommer vinkeln också att öka. Och detta innebär att det finns en gasinföring i isoleringen. Vid stor jonisering kommer gasförlust att vara betydande och som ett resultat - uppvärmning och förstöring av isolering.

Därför, när man gör isolering, är det mycket viktigt att beakta det faktum att det inte bör finnas några gasinneslutningar. För detta används speciell bearbetning. Essensen är som följer: isolering torkas i vakuum. Därefter fylls porerna med en förening som är under tryck och sedan inträffar intrång.

Som ett resultat av jonisering uppträder kväveoxider och ozonoxider som förstör isoleringen.Ibland när joniseringseffekten inträffar på en tomt med ojämna fält, leder detta under överföringen till en minskning av effektiviteten.

I fasta ämnen

Ett fast dielektrikum har vissa egenskaper, såsom sammansättning, struktur och polarisering, vilket leder till dielektriska förluster. Till exempel saknas de i svavel, paraffin eller polystyren, och därför används dessa ämnen allmänt som en högfrekvent dielektrik.

Kvarts, salt och glimmer har genom konduktivitet, därför kännetecknas de av en obetydlig mängd av dessa förluster.

Den dielektriska förlusten beror inte på frekvensen (a), kommer att minska tillsammans med fältfrekvensen enligt den hyperboliska lagen. Men med temperatur beror de direkt på exponentiell lag (b).

Ett kristallint dielektrikum såsom keramik eller marmor har en karakteristisk indikator för detta värde. Detta beror på det faktum att de innehåller halvledarföroreningar. Ett sådant material har en särskiljande egenskap: dielektriska förluster är direkt relaterade till miljön och dess förhållanden. Beroende på förändring av faktorer som omger dielektriken kan värdet på ett material därför variera.

I vätskor

I detta fall är förluster direkt relaterade till materialets sammansättning. Om det inte finns några föroreningar i vätskorna kommer den att vara neutral och förlusten tenderar att bli noll eftersom den elektriska konduktiviteten är låg.

Vätskor med polaritet eller med närvaro av föroreningar används för vissa tekniska ändamål, eftersom deras dielektriska förlust kommer att bli mycket högre. Detta beror på det faktum att sådana vätskor har sina egna speciella egenskaper, till exempel viskositet. Och eftersom de bestäms av dipolpolarisering kallas dessa vätskor dipolpolarisationer. Med ökande viskositet ökar dielektriska förluster.

Dessutom har vätskor ett visst beroende av förluster på temperaturen. När temperaturregimen ökar ökar även vinkelns tangens till ett maximivärde. Sedan sjunker det till minimivärdet och ökar igen. Detta beror på att konduktiviteten förändras under påverkan av temperaturen.

Instrumentöversikt

Det finns specialinstrument för att mäta förluster. Dessa inkluderar IPI-10-enheten, en Tettex-enhet och dielektrik av fasta och flytande ämnen studeras med den. En automatiserad installation med namnet "Tangent - 3M" används för att bestämma tangenten på vinkeln i vätskedelektrik (bild nedan). Använd också mätaren "Ш2 - 12ТМ".