![]() 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) |
Диэлектрические потери в жидких диэлектриках
Неполярные жидкие диэлектрики В неполярных жидкостях имеют место потери на электропроводность за счет диссоциации ионогенных примесей (tgδ ≈ 10-4 ). Зависимости tgδ(t) и tgδ(f) для неполярных диэлектриков приведены на рис. 11.4.
Рис.11.4. Зависимости tgδ(t) и tgδ(f) для жидких неполярных диэлектриков
С увеличением температуры ослабляются связи в молекулах примесей и увеличивается степень их диссоциации, также ослабляются связи между молекулами диэлектрика (уменьшается вязкость). В результате увеличиваются концентрация ионов n, их подвижность а и, следовательно, в соответствии с формулой j = σ Е = (S·ni·qiai) Е), увеличивается I ск. Увеличение I ск. в соответствии с векторной диаграммой токов (рис. 11.3) приводит к увеличению δ и tgδ. Зависимости tgδ(t) имеет вид:
tgδ = A exp (α T), (14)
где A и α – постоянные, зависящие от природы вещества. С увеличением частоты напряжения f увеличивается I с в соответствии с выражением:
что приводит Ошибка! Ошибка связи. в соответствии c векторной диаграммой токов (рис. 11.2) к уменьшению δ и tgδ. Зависимость tgδ(f) также может быть получена из выражения (11) в виде:
Полярные жидкие диэлектрики В полярных жидкостях имеют место потери на электропроводность и релаксационные потери, обусловленные дипольно-релаксационной поляризацией (tgδ ≈ 10-3 - 10-2 ).
![]() Рис. 11.5. Зависимость tgδ и вязкости жидкости η от температуры T для полярных жидких диэлектриков: 1` - потери на электропроводность, 2 – релаксационные потери, 3 – вязкость жидкости η, 4 – суммарные потери
На участках I и IV имеют место только потери на электропроводность, обусловленные дрейфом примесных и собственных ионов. Здесь зависимость tgδ(Т) такая же, как для неполярных диэлектриков. На участках II и III наблюдаются потери на электропроводность и дипольно-релаксационные потери, которые приводят к появлению релаксационного максимума. На участке II при увеличении температуры до Тm tgδ увеличивается так как возрастают релаксационные потери в результате ослабления межмолекулярных связей, снижения вязкости жидкости и увеличения угла поворота диполей под действием электрического поля. На участке III при нагревании диэлектрика увеличивается интенсивность теплового хаотического движения молекул, что препятствует их ориентации под действием электрического поля. В результате, угол поворота полярных молекул под действием электрического поля уменьшается, что приводит к уменьшению релаксационных потерь и tgδ. При T = Tm время релаксации молекул равно полупериоду приложенного напряжения: τ р = T/2. При увеличении частоты напряжения τ р становится больше T/2 (τ р > T/2). Для восстановления равновесия τ р = T/2 необходимо уменьшить вязкость жидкости путем увеличения температуры. Следовательно, при увеличении частоты напряжения, максимум зависимости tgδ(Т) будет смещаться в сторону более высокой температуры. Зависимость tgδ от частоты напряжения f приведена на рис. 11.6.
Рис. 11.6. Зависимость tgδ и от от частоты напряжения f для полярных жидких диэлектриков: 1` - потери на электропроводность, 2 – релаксационные потери, 3 – суммарные потери
На участке I имеют место только потери на электропроводность. Уменьшение tgδ при увеличении f связано с увеличением емкостного тока. Под действием переменного электрического поля молекулы непрерывно поворачиваются на максимально возможный угол, но релаксационные потери отсутствуют ввиду малой частоты электрического поля. На участках II и III наблюдаются потери на электропроводность и дипольно-релаксационные потери, которые приводят к появлению релаксационного максимума. На участке II выполняется условие τ р < T/2. Происходит максимальная ориентация молекул в направлении переменного электрического поля. При увеличении частоты напряжения до fm релаксационные потери и tgδ возрастают до максимального значения в результате увеличения частоты колебаний молекул диэлектрика. На участке III выполняется условие τ р > T/2. Полярные молекулы диэлектрика не успевают следовать за изменением частоты поля. В результате угол поворота полярных молекул под действием электрического поля уменьшается, что приводит к уменьшению релаксационных потерь и tgδ. На участке IV τ р >> T/2. Здесь частота поля настолько велика, что ориентация молекул под действием электрического поля полностью прекращается.Релаксационные потери отсутствует, имеют место только потери на электропроводность; tgδ уменьшается ввиду увеличения I c. При T = Tm τ р = T/2. При увеличении температуры τ р становится больше T/2 (τ р > T/2) за счет ослабления межмолекулярных связей и уменьшения вязкости жидкости. Для восстановления равновесия τ р = T/2 необходимо увеличить частоту напряжения. Следовательно, при увеличении температуры, максимум зависимости tgδ(f) будет смещаться в сторону более высокой частоты.
Дата добавления: 2017-01-13; Просмотров: 700; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |