Dielektrikiniai nuostoliai dielektrikuose

Visi žino, kad dielektrikas yra medžiaga, kuri neleidžia praeiti elektros srovei. Tokių medžiagų ir medžiagų yra labai daug. Be esminių savybių, jie turi ir daugybę kitų papildomų. Ši savybė apima dielektrinius nuostolius – energiją, kuri išsklaidoma medžiagoje veikiant elektriniams laukams. Ši energija įkaitina medžiagą, todėl šiluminė degradacija ir kiti neigiami padariniai. Toliau apsvarstysime, kas yra dielektrikų dielektriniai nuostoliai, kaip jie atsiranda ir kaip matuojami.

Skaičiavimo metodas

Dielektrinius nuostolius reikia išmatuoti naudojant gana sudėtingą atvaizdavimo sistemą. Ši sistema susideda iš kelių etapų. Visų pirma, reikia apskaičiuoti dielektriko galią ir tai, kas jame išsisklaido esant kintamajai įtampai. Jis nustatomas pagal formulę:

Pa = U * Ia

Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytos kondensatoriaus ir aktyviosios varžos nuoseklaus (a) ir lygiagrečio (b) prijungimo schemos bei jose esančių srovių vektorinės diagramos.

Taigi galima nustatyti aktyviąją srovę, kurios skaičiavimo formulė bus tokia:

Antroji reikšmė yra visos srovės vertės vektoriaus kampo ir jos talpos liestinė. Šis kampas taip pat vadinamas dielektrinių nuostolių kampu. Ic yra dielektriko talpa.

Darant išvadas iš gautų duomenų, gaunama išsamesnė galios apskaičiavimo formulė:

Šiuo atveju srovė apskaičiuojama pagal formulę: kampinis dažnis * talpa. Remdamiesi pateiktomis formulėmis, galite apskaičiuoti galią taip:

Remiantis šia formule, galima pamatyti, nuo kokių veiksnių priklauso tokio prietaiso, kaip dielektriko, kokybė ir patikimumas. Jei pažvelgsite į grafiką, pamatysite, kad savybės didėja mažėjant kampui.

Nuostolių tipai

Dujose

Dujinėse medžiagose elektros laidumas yra mažas, todėl dielektriniai nuostoliai taip pat bus nereikšmingi. Kai dujų molekulės yra poliarizuotos, nieko neįvyksta. Šiuo atveju taikoma vadinamoji jonizacijos kreivė.

Šis pavaldumas rodo, kad didėjant įtampai kampas taip pat padidės. Tai reiškia, kad izoliacijoje yra dujų įtraukimas. Esant didelei jonizacijai, dujų nuostoliai bus dideli ir dėl to - izoliacijos įkaitimas ir sunaikinimas.

Todėl, darant izoliaciją, labai svarbu atsižvelgti į tai, kad neturėtų būti dujų intarpų. Tam naudojamas specialus apdorojimas. Jo esmė tokia: izoliacija džiovinama vakuume. Tada poros užpildomos mišiniu, kuris yra spaudžiamas, o tada vyksta įpylimas.

Dėl jonizacijos atsiranda azoto ir ozono oksidai, kurie ardo izoliaciją. Tais momentais, kai jonizacijos efektas atsiranda nelygių laukų srityje, dėl to sumažėja perdavimo efektyvumas.

Kietose medžiagose

Kietasis dielektrikas turi tam tikras savybes, tokias kaip sudėtis, struktūra ir poliarizacija, dėl kurių atsiranda dielektrinių nuostolių. Pavyzdžiui, jų nėra sieroje, parafine ar polistirene, todėl šios medžiagos plačiai naudojamos kaip aukšto dažnio dielektrikas.

Kvarcas, druska ir žėrutis turi elektros laidumą, todėl jiems būdingas nežymus šių nuostolių kiekis.

Dielektriniai nuostoliai nepriklauso nuo dažnio (a) ir mažės kartu su lauko dažniu pagal hiperbolinį dėsnį. Tačiau esant temperatūrai, jie tiesiogiai priklauso nuo eksponentinės dėsnio (b).

Kristaliniai dielektrikai, tokie kaip keramika ar marmuras, turi būdingą šios vertės eksponentą. Taip yra dėl to, kad juose yra puslaidininkių priemaišų. Tokia medžiaga turi išskirtinę savybę: dielektriniai nuostoliai yra tiesiogiai susiję su aplinka ir jos sąlygomis. Todėl, priklausomai nuo dielektriką supančių veiksnių pasikeitimo, vienos medžiagos vertė gali keistis.

Skysčiuose

Šiuo atveju nuostoliai yra tiesiogiai susiję su medžiagos sudėtimi. Jei skysčiuose nėra priemaišų, jis bus neutralus, o nuostoliai bus linkę į nulį, nes elektros laidumas yra mažas.

Tam tikriems techniniams tikslams naudojami skysčiai su poliškumu arba su priemaišomis, nes jie turės daug didesnius dielektrinius nuostolius. Taip yra dėl to, kad tokie skysčiai turi savo ypatingų savybių, pavyzdžiui, klampumą. Ir kadangi jie nustatomi dipolio poliarizacija, šie skysčiai vadinami dipoliais. Didėjant klampumui, dielektriniai nuostoliai didėja.

Be to, skysčiai turi tam tikrą nuostolių priklausomybę nuo temperatūros. Kai temperatūros režimas didėja, kampo liestinė taip pat padidėja iki didžiausios vertės. Tada nukrenta iki minimumo ir vėl pakyla. Taip yra dėl to, kad dėl temperatūros kinta elektros laidumas.

Matavimo priemonių apžvalga

Yra specialūs prietaisai nuostoliams matuoti. Tarp jų yra „Tettex“ kompanijos prietaisas „IPI - 10“, kurio pagalba tiriami kietų ir skystų medžiagų dielektrikai. Skystųjų dielektrikų kampo tangentei nustatyti naudojamas automatizuotas įrenginys, vadinamas „Tangent – ​​3M“ (pavaizduota žemiau). Taip pat naudokite skaitiklį "Ш2 - 12ТМ".

Galiausiai rekomenduojame žiūrėti naudingą vaizdo įrašą šia tema:

Dabar žinote, kokie yra dielektrikų nuostoliai, kaip jie apskaičiuojami ir matuojami. Tikimės, kad pateikta informacija jums buvo naudinga!

Taip pat rekomenduojame perskaityti:

• Kam skirtas izoliacinis strypas?
• Galios praradimo dideliais atstumais priežastys
• Programos įžeminimui apskaičiuoti