Wat is diëlektrisch verlies?
Rekenmethode
Diëlektrische verliezen vereisen meting met behulp van een nogal gecompliceerd berekeningssysteem. Dit systeem bestaat uit verschillende fasen. Allereerst is het nodig om het vermogen te berekenen dat een diëlektricum bezit en wat daarin verdwijnt bij een wisselspanning. Het wordt bepaald door de formule:
Pa = U * Ia
De onderstaande afbeelding toont de diagrammen van de serie (a) en parallelle (b) verbinding van de condensator en actieve weerstand, evenals vectordiagrammen van de stromen daarin.
Het is dus mogelijk om de actieve stroom te bepalen, waarvan de berekeningsformule als volgt zal zijn:
De tweede waarde is de tangens van de hoek van de vector van de volledige waarde van de stroom aan zijn capaciteit. Deze hoek wordt ook wel de diëlektrische verlieshoek genoemd. Ic is de diëlektrische capaciteit.
Door conclusies te trekken uit de verkregen gegevens, wordt een meer gedetailleerde formule voor het rekenvermogen verkregen:
In dit geval wordt de stroom berekend met de formule: hoekfrequentie * condensatorcapaciteit. Op basis van de verstrekte formules kunt u het vermogen als volgt berekenen:
Op basis van deze formule kan worden gezien op welke factoren de kwaliteit en betrouwbaarheid van een dergelijk apparaat als diëlektricum afhangen. Als je naar de grafiek kijkt, zie je dat de eigenschappen toenemen met afnemende hoek.
Soorten verliezen
In de gassen
Bij gasvormige stoffen is de elektrische geleidbaarheid klein en daardoor zullen ook diëlektrische verliezen onbeduidend zijn. Met de polarisatie van gasmoleculen gebeurt er niets. In dit geval wordt de zogenaamde ionisatiecurve gebruikt.
Deze ondergeschiktheid geeft aan dat bij toenemende spanning ook de hoek zal toenemen. En dit betekent dat er een gasinsluiting in de isolatie zit. In het geval van grote ionisatie zal het gasverlies aanzienlijk zijn en als gevolg daarvan verwarming en vernietiging van isolatie.
Daarom is het bij het maken van isolatie erg belangrijk om er rekening mee te houden dat er geen gasinsluitingen mogen zijn. Hiervoor wordt speciale verwerking gebruikt. De essentie is als volgt: isolatie wordt onder vacuüm gedroogd. Vervolgens worden de poriën gevuld met een verbinding die onder druk staat en dan wordt er ingebroken.
Door ionisatie ontstaan stikstofoxiden en ozon, die de isolatie beschadigen.Op momenten dat het ionisatie-effect optreedt op een perceel met oneffen velden, leidt dit tijdens transmissie tot een afname van de efficiëntie.
In vaste stoffen
Een vast diëlektricum heeft bepaalde kenmerken, zoals samenstelling, structuur en polarisatie, die leiden tot diëlektrische verliezen. Ze zijn bijvoorbeeld afwezig in zwavel, paraffine of polystyreen; daarom worden deze stoffen veel gebruikt als hoogfrequent diëlektricum.
Kwarts, zout en mica hebben geleidbaarheid; daarom worden ze gekenmerkt door een onbeduidende hoeveelheid van deze verliezen.
Het diëlektrische verlies is niet afhankelijk van de frequentie (a) en zal samen met de veldfrequentie afnemen volgens de hyperbolische wet. Maar met temperatuur zijn ze direct afhankelijk van de exponentiële wet (b).
Een kristallijn diëlektricum zoals keramiek of marmer heeft een karakteristieke indicator van deze waarde. Dit komt doordat ze halfgeleideronzuiverheden bevatten. Zo'n materiaal heeft een onderscheidende eigenschap: diëlektrische verliezen zijn direct gerelateerd aan het milieu en de omstandigheden. Daarom kan de waarde van één materiaal variëren, afhankelijk van de verandering van factoren die het diëlektricum omringen.
In vloeistoffen
In dit geval houden verliezen rechtstreeks verband met de samenstelling van het materiaal. Als er geen onzuiverheden in de vloeistoffen zijn, zal deze neutraal zijn en zal het verlies tot nul neigen, omdat de elektrische geleidbaarheid laag is.
Vloeistoffen met polariteit of met de aanwezigheid van onzuiverheden worden gebruikt voor bepaalde technische doeleinden, omdat hun diëlektrisch verlies veel hoger zal zijn. Dit komt doordat dergelijke vloeistoffen hun eigen speciale eigenschappen hebben, bijvoorbeeld viscositeit. En omdat ze worden bepaald door dipoolpolarisatie, worden deze vloeistoffen dipoolpolarisaties genoemd. Met toenemende viscositeit nemen de diëlektrische verliezen toe.
Bovendien hebben vloeistoffen een zekere temperatuurafhankelijkheid. Wanneer het temperatuurregime toeneemt, neemt ook de tangens van de hoek toe tot een maximale waarde. Vervolgens daalt het tot de minimumwaarde en neemt het weer toe. Dit komt omdat de geleidbaarheid verandert onder invloed van temperatuur.
Instrumentoverzicht
Er zijn speciale instrumenten om verliezen te meten. Deze omvatten het IPI-10-apparaat, een Tettex-apparaat en diëlektrica van vaste en vloeibare stoffen worden ermee bestudeerd. Een geautomatiseerde installatie met de naam "Tangent - 3M" wordt gebruikt om de tangens van de hoek in vloeibare diëlektrica te bepalen (in onderstaande foto). Gebruik ook meter "Ш2 - 12ТМ".
Ten slotte raden we aan om een nuttige video over het onderwerp te bekijken:
Nu weet u wat diëlektrische verliezen in diëlektrica zijn, hoe ze worden berekend en gemeten. We hopen dat de verstrekte informatie nuttig voor u was!
We raden ook aan om te lezen:
Bezig met laden...
