Dielektrikute dielektrilised kaod

Kõik teavad, et dielektrik on materjal, mis takistab elektrivoolu läbimist. Selliseid materjale ja aineid on tohutult palju. Lisaks olulistele omadustele on neil ka mitmeid muid lisaomadusi. See omadus hõlmab dielektrilist kadu - energiat, mis hajub materjalis elektriväljade mõjul. See energia soojendab materjali, mille tulemuseks on termiline lagunemine ja muud kahjulikud mõjud. Järgmisena vaatleme, millised on dielektrikute dielektrilised kaod, kuidas need tekivad ja kuidas neid mõõdetakse.

Arvutusmeetod

Dielektrilised kaod nõuavad mõõtmist, kasutades üsna keerukat renderdussüsteemi. See süsteem koosneb mitmest etapist. Kõigepealt on vaja arvutada dielektriku võimsus ja see, mis selles vahelduvpingega hajub. See määratakse järgmise valemiga:

Pa = U * Ia

Alloleval joonisel on kujutatud kondensaatori ja aktiivtakistuse jadaühenduse (a) ja paralleelse (b) skeemid ning nendes olevate voolude vektordiagrammid.

Seega on võimalik määrata aktiivvool, mille arvutusvalem on järgmine:

Teine väärtus on voolu koguväärtuse ja selle mahtuvuse vektori nurga puutuja. Seda nurka nimetatakse ka dielektrilise kao nurgaks. Ic on dielektriku mahtuvus.

Saadud andmete põhjal järeldusi tehes saadakse üksikasjalikum võimsuse arvutamise valem:

Sel juhul arvutatakse vool valemiga: nurksagedus * mahtuvus. Esitatud valemite põhjal saate võimsuse arvutada järgmiselt:

Selle valemi põhjal on näha, millistest teguritest sõltub sellise seadme kui dielektriku kvaliteet ja töökindlus. Kui vaatate graafikut, näete, et omadused suurenevad nurga vähenemisega.

Kaotuse liigid

Gaasides

Gaasilistes ainetes on elektrijuhtivus madal ja sellest tulenevalt on ka dielektrilised kaod tühised. Kui gaasimolekulid on polariseeritud, ei juhtu midagi. Sel juhul rakendatakse nn ionisatsioonikõverat.

See alluvus näitab, et pinge suurenedes suureneb ka nurk. See tähendab, et isolatsioonis on gaas. Kõrge ionisatsiooni korral on gaasikadu märkimisväärne ja selle tulemusena isolatsiooni kuumenemine ja hävitamine.

Seetõttu on isolatsiooni tegemisel väga oluline arvestada asjaoluga, et gaasisulgud ei tohiks olla. Selleks kasutatakse spetsiaalset töötlemist. Selle olemus on järgmine: isolatsioon kuivatatakse vaakumis. Seejärel täidetakse poorid surve all oleva ühendiga ja siis toimub sissejooks.

Ionisatsiooni tulemusena tekivad lämmastik- ja osoonioksiidid, mis hävitavad isolatsiooni. Hetkedel, mil ionisatsiooniefekt ilmneb ebaühtlaste väljade piirkonnas, viib see ülekande efektiivsuse vähenemiseni.

Tahketes ainetes

Tahkel dielektrikul on teatud omadused, nagu koostis, struktuur ja polarisatsioon, mis põhjustavad dielektrilisi kadusid. Näiteks puuduvad need väävlis, parafiinis ega polüstüreenis, seetõttu kasutatakse neid aineid laialdaselt kõrgsagedusliku dielektrikuna.

Kvartsil, soolal ja vilgukivil on elektrijuhtivus, mistõttu neid iseloomustab nende kadude ebaoluline kogus.

Dielektrilised kaod ei sõltu sagedusest (a) ja vähenevad koos välja sagedusega vastavalt hüperboolse seadusele. Kuid temperatuuri puhul sõltuvad need otseselt eksponentsiaalseadusest (b).

Kristallilisel dielektrikul, nagu keraamika või marmor, on see iseloomulik väärtus. See on tingitud asjaolust, et need sisaldavad pooljuhtide lisandeid. Sellisel materjalil on eristav omadus: dielektrilised kaod on otseselt seotud keskkonna ja selle tingimustega. Seetõttu võib ühe materjali väärtus olenevalt dielektrikuid ümbritsevate tegurite muutumisest muutuda.

Vedelikes

Sel juhul on kaod otseselt seotud materjali koostisega. Kui vedelikes pole lisandeid, on see neutraalne ja kaod kipuvad olema nulli, kuna elektrijuhtivus on madal.

Polaarsuse või lisanditega vedelikke kasutatakse teatud tehnilistel eesmärkidel, kuna nende dielektrilised kaod on palju suuremad. See on tingitud asjaolust, et sellistel vedelikel on oma erilised omadused, näiteks viskoossus. Ja kuna need on loodud dipoolpolarisatsiooniga, nimetatakse neid vedelikke dipoolideks. Viskoossuse suurenemisega suurenevad dielektrilised kaod.

Lisaks on vedelikel kadude teatud temperatuurisõltuvus. Kui temperatuurirežiim tõuseb, suureneb ka nurga puutuja maksimaalse väärtuseni. Seejärel langeb see miinimumini ja tõuseb uuesti. See on tingitud asjaolust, et temperatuuri mõjul muutub elektrijuhtivus.

Ülevaade mõõteriistadest

Kahjude mõõtmiseks on olemas spetsiaalsed instrumendid. Nende hulka kuulub Tettexi firma seade IPI - 10, mille abil uuritakse tahkete ja vedelate ainete dielektrikuid. Vedelate dielektrikute nurga puutuja määramiseks kasutatakse automatiseeritud installatsiooni nimega "Tangent - 3M" (allpool olev pilt). Kasutage ka arvestit "Ш2 - 12ТМ".

Lõpuks soovitame vaadata sellel teemal kasulikku videot:

Nüüd teate, millised on dielektrikute dielektrilised kaod, kuidas neid arvutatakse ja mõõdetakse. Loodame, et esitatud teave oli teile kasulik!

Soovitame lugeda ka:

• Mille jaoks on isoleervarras?
• Võimsuse kadumise põhjused pikkadel vahemaadel
• Programmid maanduse arvutamiseks