Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

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)

Мы поможем в написании ваших работ!

Лекция 1.3.4. Диэлектрические потери в диэлектриках





Диэлектрическими потерями называется мощность, рассеиваемая в диэлектрике под действием приложенного к нему электрического поля и вызывающая его нагрев. Рассматривают полные диэлектрические потери вызываемые как при переменном, так и при постоянном напряжениях за счет сквозных токов, обусловленного проводимостью.

Природа диэлектрических потерь в изоляционных материалах различна и зависит от агрегатного состояния вещества: газообразного, жидкого и твердого. При изучении диэлектрических потерь, связанных с явлением поляризации диэлектрик можно отобразить в виде кривых зависимостей заряда Q на обкладках конденсатора с заданным диэлектриком от напряжения электрического поля. Потери, вызванные мгновенными поляризациями, не разогревают диэлектрик и графическое отображение их – линейная зависимость. Потери, вызванные любой замедленной поляризациями, выражаются площадью овала пропорциональной энергии рассеяния на тепло за один период напряжения. Для диэлектриков с спонтанной поляризацией потери энергии за один период определяются площадью, ограниченной петлей гистерезиса.

Рисунок 11 - Векторные диаграммы и эквивалентные схемы диэлектрика с потерями: а – последовательная; б – параллельная.

При постоянном напряжении U ( В) на участке изоляции сопротивлением Rиз (Ом) значение активных потерь Ра ( Вт) определится как

Ра = U2 / Rиз = U I =I2 Rиз, (35)

где I - сквозной ток утечки через диэлектрик или изоляцию, А.

При переменной форме напряжения имеем значение энергии рассеяния на тепло Wа или активные потери Ра, Вт, на участке изоляции емкостью С, пФ, (рис. 11) при действующем значении приложенного напряжения U, В, частоте f, Гц или w = 2 p f (круговая частота). Причем, чем больше рассеяние мощности в диэлектрике, переходящей в тепло, тем меньше угол сдвига фаз j и тем больше угол d и, следовательно, его функция tgd - тангенс угла диэлектрических потерь, таким образом,

Wаа = U I cosj = U I tgd = U w C tgd. (36)

Для последовательной схемы замещения:

(37)

где tgd = w Cs rs. (38)



Для параллельной схемы замещения:

Ра = U2 g = U2 b tgd = U2 w Cp tgd, (39)

где tgd = (40)

Приравнивая значения tgd при последовательной и параллельной схемах замещения изоляции, если они эквивалентны и мощность Ра одинакова, получим (41)

,

где в первом приближении, пренебрегая tg2d по сравнению с «1», можно считать Ср » Сs » C, тогда активная мощность будит равна Ра = U I tgd.

Можно выразить tgd из векторных диаграмм рисунков 1.12. 1.13:

tgds = Ua / Uc и tgdp = Ia / Ic. (42)

Значения tgd для высококачественных материалов составляют тысячные и даже десятитысячные доли единицы, но могут быть и больше для электротехнических материалов более низкого качества (нескольких сотых долей единицы).

Для расчета диэлектрических потерь в единице объема, где напряженность поля равна Е, В/м и любая картина электрического поля (равномерная, резконеоднородная, слабонеоднородная), а также любой неоднородный диэлектрик, принимается эмпирическая формула

Ра = 5,56.10-11. Е2 f e tgd. (43)

Произведение относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь (e tgd) называется коэффициентом диэлектрических потерь материала. Если величина g = 5,56 10-11 tgd, Ом м является объемной удельной проводимостью материала тогда Ра примет вид

Ра = g E. (44)

При переменном напряжении потери обычно больше, чем на постоянномнапряжении.

В газообразных диэлектриках при малых напряженностях поля Е, в неполярных жидкостях, таких как сухое трансформаторное масло, в неполярных твердых диэлектриках потери при постоянном и переменном напряжениях одинаковы. Следовательно, на переменном напряжении имеем равенство:

tgd = 1,8 1010 / (f e r) = 1,8.1010 g / (e f). (45)

Для диэлектриков с большими потерями расчетное значение емкости зависит от выбора схемы замещения и тогда e также окажется зависящей от схемы замещения, т.е. окажется величиной неопределенной, а величина угла потерь и tgd от этого не зависит.





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 1832; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.