Hvad er dielektrisk tab?

Alle ved, at en dielektrik er et materiale, der forhindrer elektrisk strøm i at passere. Der er et stort antal sådanne materialer og stoffer. Ud over deres væsentlige egenskaber besidder de en række andre yderligere egenskaber. Sådanne funktioner inkluderer dielektrisk tab - energien, der spredes i et materiale under påvirkning af elektriske felter. På grund af denne energi opvarmes materialet, hvilket kan resultere i, at dets termiske ødelæggelse og andre skadelige virkninger kan forekomme. Dernæst overvejer vi, hvad dielektriske tab i dielektrik er, hvordan de opstår og med hvad der måles.

Indhold:

Beregningsmetode
Typer af tab
I gasserne
I faste stoffer
I væsker
Instrumentoversigt

Beregningsmetode

Dielektriske tab kræver måling ved hjælp af et ret kompliceret beregningssystem. Dette system består af flere faser. Først og fremmest er det nødvendigt at beregne den effekt, som en dielektriker har, og hvad der spredes i den ved en vekselstrøm. Det bestemmes af formlen:

Pa = U * Ia

Figuren herunder viser diagrammerne af serien (a) og parallel (b) forbindelsen af kondensatoren og den aktive modstand samt vektordiagrammer over strømmerne i dem.

Det er således muligt at bestemme den aktive strøm, hvis beregningsformel vil være som følger:

Den anden værdi er tangenten af vinklen på vektoren for den fulde værdi af strømmen til dens kapacitet. Denne vinkel kaldes også den dielektriske tabsvinkel. Ic er den dielektriske kapacitans.

Ved at drage konklusioner fra de opnåede data opnås en mere detaljeret formel til beregning af effekt:

I dette tilfælde beregnes strømmen ved formlen: vinkelfrekvens * kondensatorens kapacitans. Baseret på de medfølgende formler kan du beregne effekten som følger:

Baseret på denne formel kan det ses, hvilke faktorer kvaliteten og pålideligheden af en sådan enhed som et dielektrikum afhænger af. Hvis du ser på grafen, kan du se, at egenskaberne stiger med faldende vinkel.

Typer af tab

I gasserne

I gasformige stoffer er den elektriske ledningsevne lille, og som et resultat vil dielektriske tab også være ubetydelige. Ved polarisering af gasmolekyler sker der intet. I dette tilfælde anvendes den såkaldte ioniseringskurve.

Denne underordnelse indikerer, at med stigende spænding, vil vinklen også stige. Og det betyder, at der er en gasindeslutning i isoleringen. I tilfælde af stor ionisering vil gastabet være betydeligt og som et resultat - opvarmning og ødelæggelse af isolering.

Derfor, når man fremstiller isolering, er det meget vigtigt at tage hensyn til, at der ikke skal være nogen gasindeslutninger. Til dette bruges særlig behandling. Essensen er som følger: isolering tørres i vakuum. Derefter fyldes porerne med en forbindelse, der er under pres, og derefter sker der indbrud.

Som et resultat af ionisering vises oxider af nitrogen og ozon, som ødelægger isoleringen.På tidspunkter, hvor ioniseringseffekten forekommer på et plot af ujævne felter, fører dette under transmission til et fald i effektiviteten.

I faste stoffer

Et fast dielektrikum har visse egenskaber, såsom sammensætning, struktur og polarisering, som fører til dielektriske tab. For eksempel er de fraværende i svovl, paraffin eller polystyren, og derfor anvendes disse stoffer i vid udstrækning som et højfrekvent dielektrikum.

Kvarts, salt og glimmer har gennem ledningsevne, og derfor er de kendetegnet ved en ubetydelig mængde af disse tab.

Dielektriske tab afhænger ikke af frekvensen (a), vil falde sammen med feltfrekvensen i henhold til den hyperboliske lov. Men med temperatur afhænger de direkte af eksponentieloven (b).

En krystallinsk dielektrikum såsom keramik eller marmor har en karakteristisk indikator for denne værdi. Dette skyldes det faktum, at de indeholder urenheder i halvledere. Et sådant materiale har en karakteristisk egenskab: dielektriske tab er direkte relateret til miljøet og dets forhold. Afhængig af ændringen af faktorer, der omgiver dielektrikum, kan værdien af et materiale derfor variere.

I væsker

I dette tilfælde er tab direkte relateret til materialets sammensætning. Hvis der ikke er urenheder i væskerne, vil den være neutral, og tabet vil have en nul, da den elektriske ledningsevne er lav.

Væsker med polaritet eller med tilstedeværelse af urenheder bruges til visse tekniske formål, da deres dielektriske tab vil være meget højere. Dette skyldes det faktum, at sådanne væsker har deres egne specielle egenskaber, for eksempel viskositet. Og da de bestemmes ved dipolpolarisering, kaldes disse væsker dipolpolarisationer. Med stigende viskositet stiger dielektriske tab.

Derudover har væsker en vis afhængighed af tab af temperatur. Når temperaturregimet stiger, øges tangens af vinklen også til en maksimal værdi. Derefter falder det til minimumsværdien og stiger igen. Dette skyldes, at konduktiviteten ændres under påvirkning af temperaturen.

Instrumentoversigt

Der er specielle instrumenter til måling af tab. Disse inkluderer IPI-10-enheden, en Tettex-enhed, og dielektrik af faste og flydende stoffer studeres med den. En automatiseret installation kaldet "Tangent - 3M" bruges til at bestemme tangenten af vinklen i flydende dielektrik (afbildet nedenfor). Brug også måler "Ш2 - 12ТМ".