КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Удельный заряд конденсатораЕмкость конденсатора с диэлектриком где ε0 – электрическая постоянная; S – площадь электродов; d - расстояние между ними. где Е = U/d – напряженность электрического поля; D – диэлектрическая индукция (смещение); χ = ε – 1 – диэлектрическая восприимчивость диэлектрика; Р = ε0*χ*Е – поляризованность диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость неоднородных диэлектриков. Плоский конденсатор с неоднородным диэлектриком можно рассматривать как m параллельно или последовательно соединенных конденсаторов с однородными диэлектриками, соответственно относительная диэлектрическая проницаемость неоднородного диэлектрика , где Ci - объемная концентрация i - го компонента, m - количество параллельно (последовательно) расположенных компонентов неоднородного диэлектрика. Диэлектрическую проницаемость сложных твердых диэлектриков, представляющих собой смесь химически не взаимодействующих друг с другом компонентов, при не очень большом различии значений их диэлектрических проницаемостей, можно определить на основании уравнения Лихтенеккера. В случае хаотического распределения обоих компонентов (например, в керамике) уравнение Лихтенеккера имеет вид где εc, ε1, ε2 - относительные диэлектрические проницаемости смеси и отдельных компонентов соответственно; C1 и C2 - объемные концентрации компонентов, C1 + C2 = 1. Электропроводность диэлектриков. В общем случае ток в диэлектрике I = Iсм + Iабс + Iскв, где Iсм - ток смещения, Iабс - ток абсорбции, Iскв - ток сквозной проводимости. Кратковременный ток смещения обусловлен быстрыми видами поляризации (электронной, ионной). Ток абсорбции обусловлен активными составляющими токов, связанных с замедленными (релаксационными) механизмами поляризации в полярных и неоднородных диэлектриках. Время протекания тока абсорбции зависит от типа диэлектрика и механизма поляризации. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электрической изоляции, ток абсорбции устанавливается за время меньше 1 минуты. При постоянном напряжении после установления тока абсорбции через диэлектрик будет протекать сквознойток. Для твердых диэлектриков наиболее характерна ионная электропроводность. Для многих ионных кристаллов удельная электропроводность экспоненциально зависит от температуры , где γ0 – удельная электрическая проводимость при начальной температуре; ΔW - энергия активации перемещения ионов, Дж; k - постоянная Больцмана; T - температура, К. В низкотемпературной области проводимость в основном определяется примесными ионами, в высокотемпературной области - собственными ионами. Поверхностное сопротивление твердого диэлектрика зависит от природы диэлектрика, температуры, влажности, приложенного напряжения и характеризуется удельным поверхностным сопротивлением ρs, Ом. Поверхностное сопротивление диэлектрика
где a - расстояние между электродами, м; b - ширина электрода, м. Полная электрическая проводимость твердого диэлектрика определяется суммированием объемной и поверхностной проводимостей. Диэлектрические потери - часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде тепла. Потери энергии в диэлектрике обусловлены протеканием сквозного (объемного и поверхностного) тока и процессами установления поляризации при изменении напряженности электрического поля. Потери мощности на нагрев диэлектрика в постоянном электрическом поле где U - напряжение, В; R - сопротивление диэлектрика, Ом. Потери мощности в единице объема диэлектрика называются удельными электрическими потерями и определяются по формуле где E - напряженность электрического поля, В/м; ρ - удельное электрическое сопротивление, Ом*м. В переменном электрическом поле, кроме потерь на электропроводность, в диэлектриках возникают релаксационные, ионизационные, резонансные потери. Для количественной оценки потерь энергии используется тангенс угла диэлектрических потерь tgδ. В конденсаторе с идеальным диэлектриком, то есть диэлектриком без потерь, вектор тока Ic опережает вектор напряжения U на 90°. В реальных диэлектриках угол сдвига фаз φ между током и напряжением меньше 90° за счет потерь, обусловленных протеканием активного тока Iа (рисунок 14). Рисунок 14 Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90°, называется углом диэлектрических потерь. Диэлектрические потери (мощность, рассеиваемая в диэлектрике) , где ω = 2πf - угловая частота, рад/с; f- частота, Гц. Удельные диэлектрические потери определяются выражением , где γа = (ε*f*tgδ)/(1,8*1010) - активная составляющая удельной проводимости диэлектрика, 1/(Oм*м). Частотная зависимость потерь мощности в диэлектрике определяется характером зависимостей тангенса угла диэлектрических потерь tgδ и относительной диэлектрической проницаемости ε от частоты. Коэффициент диэлектрических потерь ε' = ε*tgδ. Пробой диэлектриков. Минимальное напряжение Uпр, приводящее к образованию в диэлектрике электропроводящего канала, называется пробивным напряжением. Электрическая прочность, то есть способность диэлектрика сохранять высокое удельное сопротивление, характеризуется напряженностью электрического поля при пробое изоляции в однородном электрическом поле В/м, где Uпр - пробивное напряжение, В; d - толщина диэлектрика, м.
Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 1038; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |