Угол диэлектрических потерь

При прохождении переменного тока через сопротивление, выделяемая мощность определяется как:

P = UI cosφ, (6)

где φ – угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения.

Для идеального активного сопротивления вектора тока I и напряжения U совпадают по фазе, то есть φ =0, cosφ = 1 и P = UI. В идеальном реактивном сопротивлении вектора I и U смещены на 90º. В этом случае φ =90º, cosφ = 0 и P = 0.

Диэлектрические потери анализируют с помощью эквивалентных схем диэлектрика и векторных диаграмм. Эквивалентая схема диэлектрика представляет собой последовательно или параллельно соединенные активное сопротивление R и реактивное сопротивление X _с в виде электрической емкости.

На рис.11. 2а представлена векторная диаграмма токов в диэлектрике для параллельной эквивалентной схемы замещения (рис.11. 2б).

Емкостной ток J _с не вызывает потерь энергии электрического поля, следовательно, он смещен по отношению к вектору U на 90º. Ток сквозной проводимости J _ск вызывает потери энергии электрического поля, следовательно, он совпадает по фазе с вектором U. Ток абсорбции J _абсимеетактивную составляющую J _аа, совпадающую по фазе с вектором U, и реактивную составляющую J _ар, опережающую U на 90º. Вектор суммарного тока I опережает вектор U на угол φ.

(а) (б)

Рис.11.2. Векторная диаграмма токов (а)ипараллельная эквивалентная схема замещения (б) диэлектрика:

J – полный ток, J _а – активный ток, J _р – реактивный ток, J _абс – ток абсорбции, J _аа – активный ток абсорбции, J _ар– реактивный ток абсорбции, J _с– емкостной ток, J _ск – ток сквозной проводимости, R - активое сопротивление, X _с- реактивное сопротивление, U – напряжение, φ – угол сдвига фаз, δ – угол диэлектрических потерь

Угол диэлектрических потерь δ – угол, дополняющий до 90^° угол сдвига фаз φ между током и напряжением в емкостной цепи:

δ = 90^°– φ. (7)

Уровень диэлектрических потерь в диэлектрике оценивают с помощью тангенса угла диэлектрических потерь tgδ. Чем меньше tg δ тем меньше диэлектрические потери и выше качество диэлектрика.

Из векторной диаграммы (рис. 21.2а) следует:

, (8)

где, J _а – активный ток, J _р – реактивный ток, J _аа – активный ток абсорбции, J _ар – реактивный ток абсорбции, J _с – емкостной ток, J _ск – ток сквозной проводимости.

Дата добавления: 2017-01-13