Kas ir dielektriskie zudumi?
Aprēķina metode
Dielektriskajiem zudumiem jāveic mērījumi, izmantojot diezgan sarežģītu aprēķina sistēmu. Šī sistēma sastāv no vairākiem posmiem. Pirmkārt, ir jāaprēķina jauda, kāda piemīt dielektrikam, un kāda tā izkliedējas pie maiņstrāvas. To nosaka pēc formulas:
Pa = U * Ia
Zemāk redzamajā attēlā parādītas kondensatora un aktīvās pretestības virknes (a) un paralēlā (b) savienojuma diagrammas, kā arī tajās esošo strāvu vektoru diagrammas.
Tādējādi ir iespējams noteikt aktīvo strāvu, kuras aprēķina formula būs šāda:
Otrā vērtība ir strāvas pilnas vērtības vektora leņķa un tās jaudas pieskare. Šo leņķi sauc arī par dielektrisko zaudējumu leņķi. Ic ir dielektriskā kapacitāte.
Izdarot secinājumus no iegūtajiem datiem, tiek iegūta detalizētāka jaudas aprēķināšanas formula:
Šajā gadījumā strāvu aprēķina pēc formulas: leņķiskā frekvence * kondensatora kapacitāte. Balstoties uz sniegtajām formulām, jūs varat aprēķināt jaudu šādi:
Balstoties uz šo formulu, var redzēt, no kādiem faktoriem ir atkarīga šādas ierīces kā dielektriķa kvalitāte un uzticamība. Apskatot diagrammu, var redzēt, ka īpašības palielinās, samazinoties leņķim.
Zaudējumu veidi
Gāzēs
Gāzveida vielās elektriskā vadītspēja ir maza, un tāpēc arī dielektriskie zudumi būs nenozīmīgi. Ar gāzes molekulu polarizāciju nekas nenotiek. Šajā gadījumā tiek izmantota tā saucamā jonizācijas līkne.
Šī pakļaušanās norāda, ka, palielinoties spriegumam, palielināsies arī leņķis. Un tas nozīmē, ka izolācijā ir iekļauta gāze. Lielas jonizācijas gadījumā gāzes zudumi būs ievērojami, kā rezultātā - siltināšana un izolācijas iznīcināšana.
Tāpēc, veicot izolāciju, ir ļoti svarīgi ņemt vērā faktu, ka nevajadzētu būt gāzes ieslēgumiem. Šim nolūkam tiek izmantota īpaša apstrāde. Tās būtība ir šāda: izolācija tiek žāvēta vakuumā. Tad poras piepilda ar savienojumu, kas tiek pakļauts spiedienam, un pēc tam notiek ielaušanās.
Jonizācijas rezultātā parādās slāpekļa un ozona oksīdi, kas iznīcina izolāciju.Brīžos, kad jonizācijas efekts rodas uz nevienmērīgu lauku diagrammas, tas pārraides laikā izraisa efektivitātes samazināšanos.
Cietās daļās
Cietam dielektrikam ir noteiktas īpašības, piemēram, sastāvs, struktūra un polarizācija, kas izraisa dielektriskos zaudējumus. Piemēram, tiem nav sēra, parafīna vai polistirola, tāpēc šīs vielas tiek plaši izmantotas kā augstfrekvences dielektriķi.
Kvarca, sāls un vizlas vadītspēja ir raksturīga, tāpēc tiem raksturīgs nenozīmīgs šo zaudējumu daudzums.
Dielektriskais zudums nav atkarīgs no frekvences (a), samazināsies līdz ar lauka frekvenci saskaņā ar hiperbolisko likumu. Bet no temperatūras tie tieši ir atkarīgi no eksponenciālā likuma (b).
Kristāliskam dielektrikam, piemēram, keramikai vai marmoram, ir raksturīgs šīs vērtības indikators. Tas ir saistīts ar faktu, ka tie satur pusvadītāju piemaisījumus. Šādam materiālam ir raksturīga īpašība: dielektriskie zudumi ir tieši saistīti ar vidi un tās apstākļiem. Tāpēc atkarībā no mainīgo faktoru maiņas, kas ieskauj dielektriķi, viena materiāla vērtība var mainīties.
Šķidrumos
Šajā gadījumā zaudējumi ir tieši saistīti ar materiāla sastāvu. Ja šķidrumos nav piemaisījumu, tas būs neitrāls, un zaudējumiem būs tendence uz nulli, jo elektriskā vadītspēja ir maza.
Dažiem tehniskiem mērķiem tiek izmantoti šķidrumi ar polaritāti vai ar piemaisījumiem, jo to dielektriskie zudumi būs daudz lielāki. Tas ir saistīts ar faktu, ka šādiem šķidrumiem ir savas īpašās īpašības, piemēram, viskozitāte. Un, tā kā tos nosaka dipola polarizācija, šos šķidrumus sauc par dipola polarizācijām. Palielinoties viskozitātei, palielinās dielektriskie zudumi.
Turklāt šķidrumiem ir zināma zaudējumu atkarība no temperatūras. Palielinoties temperatūras režīmam, leņķa pieskare palielinās arī līdz maksimālajai vērtībai. Tad tas nokrītas līdz minimālajai vērtībai un atkal palielinās. Tas ir tāpēc, ka temperatūras ietekmē mainās vadītspēja.
Instrumentu pārskats
Zudumu mērīšanai ir īpaši instrumenti. Tajos ietilpst ierīce IPI-10, ierīce Tettex, un kopā ar to tiek pētīta cieto un šķidro vielu dielektrika. Lai noteiktu leņķa pieskari šķidruma dielektriķos, tiek izmantota automatizēta instalācija ar nosaukumu “Tangent - 3M” (attēlā zemāk). Izmantojiet arī skaitītāju "Ш2 - 12ТМ".
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu video par tēmu:
Tagad jūs zināt, kas veido dielektriskos zaudējumus dielektrikā, kā tos aprēķina un mēra. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija noderīga!
Mēs iesakām arī izlasīt:
Notiek ielāde ...
