Dielektriklerde dielektrik kayıplar

Dielektrik, elektrik akımının geçmesini engelleyen bir malzeme olduğunu herkes bilir. Bu tür çok sayıda malzeme ve madde vardır. Temel özelliklerine ek olarak, bir dizi başka ek özelliklere de sahiptirler. Bu özellik, dielektrik kaybı - elektrik alanlarının etkisi altında bir malzemede dağılan enerjiyi içerir. Bu enerji malzemeyi ısıtarak termal bozulmaya ve diğer olumsuz etkilere neden olur. Daha sonra, dielektriklerdeki dielektrik kayıplarının ne olduğunu, nasıl ortaya çıktıklarını ve nasıl ölçüldüğünü ele alacağız.

Hesaplama yöntemi

Dielektrik kayıplar, oldukça karmaşık bir işleme sistemi kullanılarak ölçüm gerektirir. Bu sistem birkaç aşamadan oluşmaktadır. Her şeyden önce, dielektrikin sahip olduğu gücü ve alternatif bir voltajla içinde neyin dağıldığını hesaplamak gerekir. Formül ile belirlenir:

Pa = U * Ia

Aşağıdaki şekil, bir kondansatörün ve aktif direncin seri (a) ve paralel (b) bağlantısının şemalarını ve ayrıca bunlardaki akımların vektör diyagramlarını göstermektedir.

Böylece, hesaplama formülü aşağıdaki gibi olacak olan aktif akımı belirlemek mümkündür:

İkinci değer, toplam akım değerinin vektör açısının kapasitansına tanjantıdır. Bu açıya dielektrik kayıp açısı da denir. Ic, dielektrikin kapasitansıdır.

Elde edilen verilerden sonuçlar çıkarılarak, gücü hesaplamak için daha ayrıntılı bir formül elde edilir:

Bu durumda akım şu formülle hesaplanır: açısal frekans * kapasitans. Sağlanan formüllere dayanarak, gücü aşağıdaki gibi hesaplayabilirsiniz:

Bu formüle dayanarak, dielektrik gibi bir cihazın kalite ve güvenilirliğinin hangi faktörlere bağlı olduğu görülebilir. Grafiğe bakarsanız, azalan açı ile özelliklerin arttığını görebilirsiniz.

Kayıp türleri

gazlarda

Gaz halindeki maddelerde elektrik iletkenliği küçüktür ve sonuç olarak dielektrik kayıplar da ihmal edilebilir. Gaz molekülleri polarize olduğunda hiçbir şey olmaz. Bu durumda, sözde iyonlaşma eğrisi uygulanır.

Bu sıralama, artan voltajla açının da artacağını gösterir. Bu, yalıtımda bir gaz inklüzyonu olduğu anlamına gelir. Yüksek iyonizasyon durumunda, gaz kaybı önemli olacaktır ve bunun sonucu olarak - yalıtımın ısınması ve tahrip olması.

Bu nedenle yalıtım yaparken gaz kalıntıları olmaması gerektiği gerçeğini dikkate almak çok önemlidir. Bunun için özel işleme kullanılır. Özü aşağıdaki gibidir: yalıtım vakumda kurutulur. Daha sonra gözenekler, basınç altındaki bir bileşik ile doldurulur ve daha sonra akma gerçekleşir.

İyonlaşmanın bir sonucu olarak, yalıtımı tahrip eden nitrojen ve ozon oksitleri ortaya çıkar. Düzensiz alanlar alanında iyonlaşma etkisinin meydana geldiği anlarda, bu, iletim sırasında verimde bir azalmaya yol açar.

katılarda

Katı bir dielektrik, dielektrik kayıplara yol açan bileşim, yapı ve polarizasyon gibi belirli özelliklere sahiptir. Örneğin, kükürt, parafin veya polistirende bulunmazlar, bu nedenle bu maddeler yüksek frekanslı bir dielektrik olarak yaygın olarak kullanılır.

Kuvars, tuz ve mika, elektriksel iletkenliğe sahiptir, bu nedenle bu kayıpların önemsiz bir miktarı ile karakterize edilirler.

Dielektrik kayıplar (a) frekansına bağlı değildir ve hiperbolik yasaya göre alan frekansı ile birlikte azalacaktır. Ancak sıcaklıkla doğrudan üstel yasaya (b) bağlıdırlar.

Seramik veya mermer gibi kristalin dielektrik, bu değerin karakteristik bir üssüne sahiptir. Bunun nedeni, yarı iletken safsızlıklar içermeleridir. Böyle bir malzemenin ayırt edici bir özelliği vardır: dielektrik kayıplar doğrudan çevre ve koşulları ile ilgilidir. Bu nedenle, dielektrik çevreleyen faktörlerin değişmesine bağlı olarak, bir malzemenin değeri değişebilir.

sıvılarda

Bu durumda kayıplar doğrudan malzemenin bileşimi ile ilgilidir. Sıvılarda safsızlık yoksa, elektrik iletkenliği düşük olduğu için nötr olacak ve kayıplar sıfıra eğilimli olacaktır.

Dielektrik kayıpları çok daha yüksek olacağından, polariteli veya safsızlıkların bulunduğu sıvılar belirli teknik amaçlar için kullanılır. Bunun nedeni, bu tür sıvıların, örneğin viskozite gibi kendi özel özelliklerine sahip olmasıdır. Ve dipol polarizasyonu ile oluşturuldukları için bu sıvılara dipol denir. Artan viskozite ile dielektrik kayıplar artar.

Ek olarak, sıvılar, kayıpların belirli bir sıcaklığa bağımlılığına sahiptir. Sıcaklık rejimi arttığında, açının tanjantı da maksimum değere yükselir. Sonra minimuma düşer ve tekrar yükselir. Bunun nedeni, elektriksel iletkenliğin sıcaklığın etkisi altında değişmesidir.

Ölçüm cihazlarına genel bakış

Kayıpları ölçmek için özel aletler vardır. Tettex şirketinden bir cihaz olan "IPI - 10" cihazını içerirler, yardımı ile katı ve sıvı maddelerin dielektrikleri incelenir. Sıvı dielektriklerde bir açının tanjantını belirlemek için "Tangent - 3M" adlı otomatik bir kurulum kullanılır (aşağıda resimde). Ayrıca "Ш2 - 12ТМ" sayacını kullanın.

Son olarak, konuyla ilgili faydalı bir video izlemenizi öneririz:

Artık dielektriklerdeki dielektrik kayıpların ne olduğunu, nasıl hesaplandığını ve ölçüldüğünü biliyorsunuz. Sağlanan bilgilerin sizin için yararlı olduğunu umuyoruz!

Ayrıca okumanızı öneririz:

• Yalıtım çubuğu ne işe yarar?
• Uzun mesafelerde güç kaybının nedenleri
• Topraklama hesaplama programları