Co je dielektrická ztráta?

Každý ví, že dielektrikum je materiál, který zabraňuje průchodu elektrického proudu. Existuje velké množství takových materiálů a látek. Kromě svých základních vlastností mají řadu dalších dalších vlastností. Mezi tyto vlastnosti patří dielektrická ztráta - energie, která se rozptyluje v materiálu pod vlivem elektrických polí. Díky této energii se materiál zahřívá, v důsledku čehož může nastat jeho tepelné zničení a další nepříznivé účinky. Dále uvažujeme, jaké dielektrické ztráty v dielektrikách jsou, jak vznikají a co se měří.

Obsah:

Metoda výpočtu
Druhy ztrát
V plynech
V pevných látkách
V tekutinách
Přehled přístrojů

Metoda výpočtu

Dielektrické ztráty vyžadují měření pomocí poměrně složitého výpočetního systému. Tento systém se skládá z několika fází. Nejprve je třeba vypočítat sílu, kterou dielektrikum vlastní a co se v něm rozptyluje při střídavém napětí. Je určeno vzorcem:

Pa = U * Ia

Na následujícím obrázku jsou schémata sériového (a) a paralelního (b) zapojení kondenzátoru a aktivního odporu, jakož i vektorové diagramy proudů v nich.

Je tedy možné určit aktivní proud, jehož výpočetní vzorec bude následující:

Druhá hodnota je tangens úhlu vektoru plné hodnoty proudu k jeho kapacitě. Tento úhel se také nazývá úhel dielektrické ztráty. Ic je dielektrická kapacita.

Na základě získaných údajů se získá podrobnější vzorec pro výpočet síly:

V tomto případě je proud vypočítán podle vzorce: kapacitní odpor kondenzátoru s úhlovou frekvencí. Na základě poskytnutých vzorců můžete vypočítat sílu takto:

Na základě tohoto vzorce lze vidět, na jakých faktorech závisí kvalita a spolehlivost takového zařízení jako dielektrika. Když se podíváte na graf, uvidíte, že vlastnosti se zvyšují s klesajícím úhlem.

Druhy ztrát

V plynech

U plynných látek je elektrická vodivost malá a v důsledku toho budou dielektrické ztráty také zanedbatelné. S polarizací molekul plynu se nic neděje. V tomto případě se používá tzv. Ionizační křivka.

Tato podřízenost naznačuje, že se zvyšujícím se napětím se úhel také zvětšuje. A to znamená, že do izolace je zahrnut plyn. V případě velké ionizace bude ztráta plynu významná a jako výsledek - zahřívání a ničení izolace.

Při izolaci je proto velmi důležité brát v úvahu skutečnost, že by neměly docházet k inkluzi plynu. K tomu se používá speciální zpracování. Jeho podstata je následující: izolace se suší ve vakuu. Poté jsou póry naplněny směsí, která je pod tlakem, a poté dojde k vloupání.

V důsledku ionizace se objevují oxidy dusíku a ozónu, které ničí izolaci.V době, kdy se ionizační účinek objevuje na pozemku nerovnoměrných polí, vede to během přenosu ke snížení účinnosti.

V pevných látkách

Pevné dielektrikum má určité vlastnosti, jako je složení, struktura a polarizace, které vedou k dielektrickým ztrátám. Například se nevyskytují v síře, parafinu nebo polystyrenu, a proto jsou tyto látky široce používány jako vysokofrekvenční dielektrikum.

Křemen, sůl a slída mají vodivost, a proto jsou charakterizovány nevýznamným množstvím těchto ztrát.

Dielektrická ztráta nezávisí na frekvenci (a), bude klesat spolu s frekvencí pole podle hyperbolického zákona. Ale s teplotou závisí přímo na exponenciálním zákoně (b).

Krystalický dielektrikum, jako je keramika nebo mramor, má charakteristický ukazatel této hodnoty. Důvodem je skutečnost, že obsahují polovodičové nečistoty. Takový materiál má výraznou vlastnost: dielektrické ztráty přímo souvisejí s prostředím a jeho podmínkami. Proto se v závislosti na změně faktorů, které obklopují dielektrikum, může hodnota jednoho materiálu lišit.

V tekutinách

V tomto případě jsou ztráty přímo spojeny se složením materiálu. Pokud v kapalinách nejsou žádné nečistoty, bude to neutrální a ztráta bude mít sklon k nule, protože elektrická vodivost je nízká.

Kapaliny s polaritou nebo s přítomností nečistot se používají pro určité technické účely, protože jejich dielektrická ztráta bude mnohem vyšší. To je způsobeno skutečností, že takové kapaliny mají své vlastní speciální vlastnosti, například viskozitu. A protože jsou určeny dipolovou polarizací, nazývají se tyto kapaliny dipolární polarizací. Se zvyšující se viskozitou se dielektrické ztráty zvyšují.

Kromě toho kapaliny mají určitou závislost na ztrátách teploty. Když se teplotní režim zvýší, tečka úhlu se také zvýší na maximální hodnotu. Poté klesne na minimální hodnotu a opět se zvýší. Je to proto, že vodivost se mění pod vlivem teploty.

Přehled přístrojů

Pro měření ztrát existují speciální přístroje. Patří mezi ně zařízení IPI-10, zařízení Tettex a dielektrika pevných a kapalných látek. Automatická instalace nazvaná „Tangent - 3M“ se používá k určení tangenty úhlu v kapalinové dielektrice (viz níže). Použijte také měřič „Ш2 - 12ТМ“.