הפסדים דיאלקטריים בדיאלקטריים

כולם יודעים שדיאלקטרי הוא חומר שמונע מעבר זרם חשמלי. יש מספר עצום של חומרים וחומרים כאלה. בנוסף לתכונות החיוניות שלהם, יש להם גם עוד מספר תכונות נוספות. תכונה זו כוללת אובדן דיאלקטרי - אנרגיה שמתפזרת בחומר בהשפעת שדות חשמליים. אנרגיה זו מחממת את החומר, וכתוצאה מכך השפלה תרמית והשפעות שליליות אחרות. לאחר מכן, נשקול מהם הפסדים דיאלקטריים בדיאלקטריים, כיצד הם נוצרים וכיצד הם נמדדים.

שיטת חישוב

הפסדים דיאלקטריים דורשים מדידה באמצעות מערכת רינדור מורכבת למדי. מערכת זו מורכבת ממספר שלבים. קודם כל יש לחשב את ההספק שיש לדיאלקטרי ואת מה שמתפזר בו במתח חילופין. זה נקבע על ידי הנוסחה:

Pa = U * Ia

האיור שלהלן מציג את הדיאגרמות של חיבור סדרה (א) וקבילית (ב) של קבל והתנגדות אקטיבית, כמו גם דיאגרמות וקטוריות של זרמים בהם.

לפיכך, ניתן לקבוע את הזרם הפעיל, שנוסחת החישוב עבורו תהיה כדלקמן:

הערך השני הוא המשיק של זווית הווקטור של ערך הזרם הכולל לקיבול שלו. זווית זו נקראת גם זווית ההפסד הדיאלקטרי. Ic הוא הקיבול של הדיאלקטרי.

בהסקת מסקנות מהנתונים שהתקבלו, מתקבלת נוסחה מפורטת יותר לחישוב ההספק:

במקרה זה, הזרם מחושב על ידי הנוסחה: תדר זוויתי * קיבול. בהתבסס על הנוסחאות שסופקו, אתה יכול לחשב את ההספק באופן הבא:

בהתבסס על נוסחה זו, ניתן לראות באילו גורמים תלויות האיכות והאמינות של מכשיר כזה כמו דיאלקטרי. אם אתה מסתכל על הגרף, אתה יכול לראות שהמאפיינים גדלים עם ירידה בזווית.

סוגי אובדן

בגזים

בחומרים גזים המוליכות החשמלית קטנה וכתוצאה מכך גם הפסדים דיאלקטריים יהיו זניחים. כאשר מולקולות גז מקוטבות, שום דבר לא קורה. במקרה זה, מה שנקרא עקומת היינון מוחל.

כפיפות זו מצביעה על כך שעם הגדלת המתח, גם הזווית תגדל. משמעות הדבר היא שיש הכללת גז בבידוד. במקרה של יינון גבוה, איבוד הגז יהיה משמעותי וכתוצאה מכך - חימום והרס של הבידוד.

לכן, בעת ביצוע בידוד, חשוב מאוד לקחת בחשבון את העובדה שלא צריך להיות תכלילי גז. לשם כך, נעשה שימוש בעיבוד מיוחד. המהות שלה היא כדלקמן: הבידוד מיובש בוואקום. לאחר מכן ממלאים את הנקבוביות בתרכובת, שנמצאת בלחץ, ואז מתרחשת בריצה.

כתוצאה מהיינון מופיעות תחמוצות חנקן ואוזון שהורסות את הבידוד. ברגעים שבהם אפקט היינון מתרחש באזור שדות לא אחידים, זה מוביל לירידה ביעילות במהלך השידור.

במוצקים

לדיאלקטרי מוצק יש מאפיינים מסוימים, כגון הרכב, מבנה וקיטוב, המובילים להפסדים דיאלקטריים. לדוגמה, הם נעדרים בגופרית, פרפין או פוליסטירן; לכן, חומרים אלה נמצאים בשימוש נרחב כדיאלקטרי בתדר גבוה.

לקוורץ, למלח ולנציץ יש מוליכות חשמלית דרך, ולכן הם מאופיינים בכמות לא משמעותית של הפסדים אלה.

הפסדים דיאלקטריים אינם תלויים בתדר (א) ויפחתו יחד עם תדר השדה לפי החוק ההיפרבולי. אבל עם הטמפרטורה, הם תלויים ישירות בחוק המעריכי (ב).

לדיאלקטרי גבישי כמו קרמיקה או שיש יש מעריך אופייני לערך זה. זאת בשל העובדה שהם מכילים זיהומים מוליכים למחצה. לחומר כזה יש תכונה ייחודית: הפסדים דיאלקטריים קשורים ישירות לסביבה ולתנאיה. לכן, בהתאם לשינוי הגורמים המקיפים את הדיאלקטרי, ערכו של חומר אחד עשוי להשתנות.

בנוזלים

במקרה זה, הפסדים קשורים ישירות להרכב החומר. אם אין זיהומים בנוזלים, אז זה יהיה נייטרלי וההפסדים ישתו לאפס, מכיוון שהמוליכות החשמלית נמוכה.

נוזלים עם קוטביות או עם נוכחות של זיהומים משמשים למטרות טכניות מסוימות, שכן ההפסדים הדיאלקטריים שלהם יהיו הרבה יותר גבוהים. זאת בשל העובדה כי לנוזלים כאלה יש תכונות מיוחדות משלהם, למשל, צמיגות. ומכיוון שהם נוצרים על ידי קיטוב דיפול, נוזלים אלו נקראים דיפול. עם הגדלת הצמיגות, ההפסדים הדיאלקטריים גדלים.

בנוסף, לנוזלים יש תלות מסוימת בטמפרטורה של הפסדים. כאשר משטר הטמפרטורה עולה, גם הטנגנס של הזווית גדל לערך מקסימלי. ואז הוא יורד למינימום ועולה שוב. זאת בשל העובדה שהמוליכות החשמלית משתנה בהשפעת הטמפרטורה.

סקירה כללית של מכשירי מדידה

ישנם מכשירים מיוחדים למדידת הפסדים. הם כוללים את המכשיר "IPI - 10", מכשיר של חברת טטקס, בעזרתו נלמדות דיאלקטריות של חומרים מוצקים ונוזליים. התקנה אוטומטית הנקראת "Tangent - 3M" משמשת לקביעת הטנגנס של זווית בדיאלקטריה נוזלית (בתמונה למטה). השתמש גם במד "Ш2 - 12ТМ".

לבסוף, אנו ממליצים לצפות בסרטון שימושי בנושא:

עכשיו אתה יודע מה הם הפסדים דיאלקטריים בדיאלקטריים, איך הם מחושבים ונמדדים. אנו מקווים שהמידע שסופק היה שימושי עבורך!

אנו ממליצים לקרוא גם:

• בשביל מה מוט בידוד?
• גורמים לאובדן חשמל למרחקים ארוכים
• תוכניות לחישוב הארקה