2014-02-02
493
Диэлектрические потери
Диэлектрики
I¥ - сквозной ток, течет постоянно через диэлектрик; Iабс – ток абсорбции.
Ток абсорбции обусловлен процессом поляризации в диэлектрике и протекает в течении времени установления поляризации.
Сквозной ток может быть определен по закону Ома:
; (2) 
; (3)
где gабс – проводимость соответствующая току абсорбции;
t - постоянная времени, равная времени в течении которого ток абсорбции уменьшается от своего максимального значения в е раз.
Будем ступенчато менять напряжение на конденсаторе:
(4) 
(5)
При непрерывном изменении напряжения сумму можно проинтегрировать:
, где t – текущее время; x – время соответств. изменению напряжения.
(6) 
.
Разделим и умножим выражение (6) на dx:
. (7)
Получили, что 
Сделаем отступление: 
.
С учетом этого:
(8)
Анализ выражения (8) показал, что ток абсорбции состоит из двух составляющих: одна из которых совпадает по фазе с напряжением (активная), другая опережает напряжение на 1/2p.
Протекание тока абсорбции в диэлектрике, поскольку в нем есть активная составляющая, вызывает дополнительные потери, которые принято считать диэлектрическими потерями.
|
|
|
Сквозной ток:
где Сг – геометрическая емкость – емкость измеренная при очень больших частотах, когда процессы поляризации (релаксационные) практически не сказываются (появляются).
Ток абсорбции:
d - угол потерь. tgd - танг. угла диэл. потерь.
.
43.Зависимость tgd от частоты:
.
1) Малые частоты: w®0, g¥>>gабс.
. 
2) Средние частоты: gабс>>g¥, wt<1, 
.
. 
3) Большие частоты: gабс>>g¥, 
, wt>1.
.
На высоких частотах, с увеличением частоты, значение tgd будет уменьшаться, т.к. знаменатель будет расти быстрее, чем числитель, следовательно tgd функция от частоты будет иметь максимум.
.
.
.
.
. 
. 
.
С – емкость при постоянном напряжении:
w=0; 
. w®¥; С=ССТ.
Геометрическая емкость – измеренная на очень высоких частотах, когда влияние на релаксационные процессы на сказывается.
.
Во всяком диэлектрике находящемся в электрическом поле происходят процессы поляризации и проводимости, при этом преобладание одними процессами над другими обуславливается не только свойствами но и частотой. На малых частотах – процесс электропроводности, затем процесс поляризации и обусловленное увеличением tgd и на сверх высоких частотах снова процесс электропроводности.
