Диэлектрические потери

ЛЕКЦИЯ №3

Диэлектрические потери газообразных, жидких и твёрдых диэлектриков. Основные

понятия и определения. Угол диэлектрических потерь (tg ).Виды диэлектрических

потерь. Влияние различных факторов на диэлектрические потери.

Любой диэлектрик, помещённый в электрическое поле, обладает реактивной проводимостью, обусловленной упругими видами поляризаций и активной проводимостью, вызванной токами абсорбции и сквозными токами. Все эти токи нагревают проводник и энергия в виде тепла выделяется в окружающую среду. Для оценки качества диэлектриков вводится понятие диэлектрических потерь. Диэлектрические потери – это мощность, рассеиваемая в диэлектрике при воздействии на него электрического поля, вызывающая нагрев диэлектрика.

Потери вызываются тепловым движением молекул, электропроводностью и медленными поляризациями. В диэлектриках, содержащих газовые поры, присутствуют потери на ионизацию газа.

Потери наблюдаются как при постоянном, так и при переменном напряжении. При включении диэлектрика на постоянное напряжение протекают следующие токи (рис.1.17):

- емкостной ток Iс. Вызван упругим смещением электронных оболочек атомов и молекул. Процесс протекания очень быстрый, поэтому не вызывает потерь;

- ток абсорбции Iабс. Обусловлен поворотом дипольных молекул и упругим смещением зарядов диполей, поэтому потери присутствуют;

- сквозной ток Iскв вызван перемещением ионов в диэлектрике и переносом зарядов ионами сквозь объём диэлектрика. Ток с течением времени не изменяется, вызывает потери.

Полный ток I равен геометрической сумме токов.

На векторной диаграмме токов, протекающих через диэлектрик (рис.1.18), ёмкостной ток будет опережать напряжение на 90°. (так как диэлектрик можно представить как конденсатор определенной емкости). Ток абсорбции определяется поляризациями, процесс установления которых связан с потерями энергии. Поэтому он имеет активную Iаа и реактивную составляющие Iра. Сквозной ток совпадает по направлению (и по фазе) с приложенным напряжением. Полный ток получаем геометрическим сложением векторов, причем он имеет активную и реактивную составляющие.

; .

Полный ток опережает напряжение на угол , меньший 90° (угол сдвига фаз). Угол, дополняющий угол сдвига фаз до 90°, называется углом диэлектрических потерь и обозначающийся . Значение мало, поэтому используется tg 

где - угловая частота.. , где - - частота.

Активная составляющая тока .

Мощность диэлектрических потерь .


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  




Подборка статей по вашей теме: