Види діелектричних втрат

За фізичною природіою діелектричні втрати розділяють на такі види:

1) втрати, обумовлені поляризацією: 2) втрати на електропровідність: 3) іоні-заційні втрати: 4) втрати, обумовлені неоднорідністю структури.

Втрати, обумовлені поляризацією, характерні для діелектриків, що воло-діють уповільненими видами поляризації. До таких діелектриків, зокрема, від-носяться діелектрики з діпольною структурою і діелектрики з іонною струк-турою з нещільним упакуванням іонів.

Релаксаційні діелектричні втрати викликані порушенням теплового руху часток під впливом сил електричного поля. Це приводить до розсіювання енер-гії і нагрівання діелектрика.

При підвищенні частоти дані втрати зростають. Особливо вони значні на високих і надвисоких частотах.

У полярних діелектриків має місце характерний дипольний максимум у кривої залежності від температури (рис.3.2). При підвищенні частоти цей максимум зрушується в область більш високих температур.

			T

20 60 80 C⁰

Рис.3.2 – Залежність для полярних діелектриків

У полярних діелектриках існують також втрати від наскрізної електро-провідності, тому після переходу через дипольний максимум спостерігається ріст у зв'язку зі зростанням питомої провідності. При наявності декількох фізичних механізмів релаксаційних втрат у залежності з'являються до-даткові максимуми.

Діелектричні втрати в сегнетоелектриках пов'язані з явищем спонтанної поляризації. Особливо вони значні при температурах нижче точки Кюрі. При температурах вище точки Кюрі ці втрати зменшуються.

До діелектричних втрат, викликаних поляризацією, відносяться також резонансні втрати, що спостерігаються в діелектриках при високих частотах. Дані втрати можуть виникати в газах при деяких частотах і у твердих діелек-триках, коли частота змушених коливань, викликаних електричним полем, збігається з частотою власних коливань часток твердої речовини.

Діелектричні втрати, обумовлені наскрізною електропровідністю, спос-терігаються в діелектриках, що володіють значною об'ємною чи поверхневою провідністю. Тангенс кута діелектричних втрат у цьому разі визначається за формулою

. (3.9)

При підвищенні температури діелектричні втрати, обумовлені наскрізною електропровідністю, збільшуються за експонентним законом

, (3.10)

де - втрати при температурі Т ⁰С; - втрати при температурі 0 ^оС; - постійна матеріалу.

Значення при зміні температури змінюється за тим же законом, тому що значення реактивної потужності () від температури практично не залежить.

Іонізаційні діелектричні втрати характерні для діелектриків у газопо-дібному стані. Ці втрати мають місце, як правило, в неоднорідних електричних полях, коли величина прикладеної напруги перевищує значення напруги іоні-зації. Визначити їх можна за формулою

, (3.11)

де А – постійний коефіцієнт; f – частота поля; U – прикладена напруга; U _и – напруга, що відповідає початку іонізації.

Приведена формула справедлива при лінійній залежності від напруже-ності поля.

Діелектричні втрати, обумовлені неоднорідністю структури, виникають у пластмасах з наповненням, в пористій кераміці, в шаруватих діелектриках і т.д. Як правило, у такі діелектрики спеціально вводять в процесі виготовлення окремі компоненти для надання їм заданих властивостей. Крім того, через порушення технології виготовлення чи в процесі експлуатації, в діелектрику можуть утворюватися різні домішки, що змінюють його характеристики. Це приводить до того, що діелектрик стає неоднорідним за своєю структурою і в ньому виникають діелектричні втрати. Загальної формули для розрахунку цих втрат у зв'язку з розмаїтістю структур даних діелектриків не існує.

Дата добавления: 2014-11-09