Діелектричні втрати

Енергетичні втрати в діелектрику пов'язані з наявністю струмів витоку, уповільнення поляризаційних процесів іонізації газових вкраплень, зміни орієнтації дипольних молекул, які приводять до тертя та деформації атомів.

Усі фактори втрат можна звести до дії активного опору ізоляції Rіз.

Енергетичні втрати діелектрика через наявність опору Rіз приводять до його нагріву й розсіювання тепла в оточуюче середовище.

Якість діелектрика при змінній напрузі характеризують питомими втратами, кутом діелектричних втрат або тангенсом кута діелектричних втрат.

В ідеальному діелектрику кут дорівнює нулю. Чим більше потужність розсіювання, тим більше кут діелектричних втрат.

Діелектричні втрати можна розділити на чотири основні види:

- діелектричні втрати, зумовлені поляризацією;

- діелектричні втрати наскрізної провідності;

- діелектричні втрати, зумовлені неоднорідністю структури;

- іонізаційні діелектричні втрати.

Величину діелектричних втрат в ізоляційному матеріалі можна характеризувати величиною реактивної складової потужності розсіювання, віднесеної до одиниці об'єму, а також тангенсом кута діелектричних втрат.

Кутом діелектричних втрат називається кут, доповнюючий до кут зсуву фаз між струмом та напругою в ємкісному колі. Чим більше потужність яка розсіюється в діелектрику, яка переходить в тепло, тим менше кут зсуву фаз і тим більше кут діелектричних втрат і його функція (рис1).

З векторної діаграми отримаємо:

для паралельної схеми

для послідовної схеми

Величину потужності, яка розсіюється можна визначити по формулі

a) б)

Рис. 1. Паралельна (а) та послідовна (б) еквівалентні схеми діелектрика з втратами та векторними діаграмами до них

Із данної формули видно, що діелектричні втрати мають серйозні значення для діелектриків, які використовуються в високовольтній апаратурі, високочастотних пристроях, так як величина діелектричних втрат пропорційна квадрату прикладеної до діелектрика напруги та частоти струму.

Дата добавления: 2015-05-24