Che cos'è la perdita dielettrica?
Metodo di calcolo
Le perdite dielettriche richiedono la misurazione utilizzando un sistema di calcolo piuttosto complicato. Questo sistema è composto da più fasi. Prima di tutto, è necessario calcolare la potenza che un dielettrico possiede e ciò che si dissipa in esso a una tensione alternata. È determinato dalla formula:
Pa = U * Ia
La figura seguente mostra gli schemi della connessione in serie (a) e parallela (b) del condensatore e della resistenza attiva, nonché gli schemi vettoriali delle correnti in essi contenute.
Pertanto, è possibile determinare la corrente attiva, la cui formula di calcolo sarà la seguente:
Il secondo valore è la tangente dell'angolo del vettore dell'intero valore della corrente alla sua capacità. Questo angolo è anche chiamato angolo di perdita dielettrica. Ic è la capacità dielettrica.
Traendo conclusioni dai dati ottenuti, si ottiene una formula più dettagliata per il calcolo della potenza:
In questo caso, la corrente viene calcolata dalla formula: frequenza angolare * capacità del condensatore. Sulla base delle formule fornite, è possibile calcolare la potenza come segue:
Sulla base di questa formula, si può vedere da quali fattori dipendono la qualità e l'affidabilità di un dispositivo come un dielettrico. Se guardi il grafico, puoi vedere che le proprietà aumentano con l'angolo decrescente.
Tipi di perdite
Nei gas
Nelle sostanze gassose, la conducibilità elettrica è piccola e, di conseguenza, anche le perdite dielettriche saranno insignificanti. Con la polarizzazione delle molecole di gas, non succede nulla. In questo caso, viene utilizzata la cosiddetta curva di ionizzazione.
Questa subordinazione indica che all'aumentare della tensione aumenterà anche l'angolo. E questo significa che c'è un'inclusione di gas nell'isolamento. Nel caso di grandi ionizzazioni, la perdita di gas sarà significativa e, di conseguenza, il riscaldamento e la distruzione dell'isolamento.
Pertanto, quando si effettua l'isolamento, è molto importante tenere conto del fatto che non dovrebbero esserci inclusioni di gas. Per questo, viene utilizzata un'elaborazione speciale. La sua essenza è la seguente: l'isolamento viene essiccato nel vuoto. Quindi i pori vengono riempiti con un composto che è sotto pressione e quindi si verifica un rodaggio.
Come risultato della ionizzazione, compaiono ossidi di azoto e ozono, che distruggono l'isolamento.Nei momenti in cui l'effetto di ionizzazione si verifica su un diagramma di campi irregolari, ciò durante la trasmissione porta a una riduzione dell'efficienza.
In solidi
Un dielettrico solido ha alcune caratteristiche, come composizione, struttura e polarizzazione, che portano a perdite dielettriche. Ad esempio, sono assenti in zolfo, paraffina o polistirene; pertanto, queste sostanze sono ampiamente utilizzate come dielettrico ad alta frequenza.
Quarzo, sale e mica hanno una conducibilità; pertanto, sono caratterizzati da una quantità insignificante di queste perdite.
La perdita dielettrica non dipende dalla frequenza (a), diminuirà insieme alla frequenza di campo secondo la legge iperbolica. Ma con la temperatura dipendono direttamente dalla legge esponenziale (b).
Un dielettrico cristallino come la ceramica o il marmo ha un indicatore caratteristico di questo valore. Ciò è dovuto al fatto che contengono impurità a semiconduttore. Tale materiale ha una proprietà distintiva: le perdite dielettriche sono direttamente correlate all'ambiente e alle sue condizioni. Pertanto, a seconda della variazione dei fattori che circondano il dielettrico, il valore di un materiale può variare.
In liquidi
In questo caso, le perdite sono direttamente correlate alla composizione del materiale. Se non ci sono impurità nei liquidi, allora sarà neutro e la perdita tenderà a zero, poiché la conducibilità elettrica è bassa.
I liquidi con polarità o con presenza di impurità vengono utilizzati per determinati scopi tecnici, poiché la loro perdita dielettrica sarà molto più elevata. Ciò è dovuto al fatto che tali liquidi hanno le loro proprietà speciali, ad esempio la viscosità. E poiché sono determinati dalla polarizzazione del dipolo, questi liquidi sono chiamati polarizzazioni del dipolo. Con l'aumentare della viscosità, aumentano le perdite dielettriche.
Inoltre, i liquidi hanno una certa dipendenza dalle perdite di temperatura. Quando il regime di temperatura aumenta, anche la tangente dell'angolo aumenta fino a un valore massimo. Quindi scende al valore minimo e aumenta di nuovo. Questo perché la conducibilità cambia sotto l'influenza della temperatura.
Panoramica della strumentazione
Esistono strumenti speciali per misurare le perdite. Questi includono il dispositivo IPI-10, un dispositivo Tettex e dielettrici di sostanze solide e liquide che vengono studiati con esso. Un'installazione automatizzata con il nome "Tangent - 3M" viene utilizzata per determinare la tangente dell'angolo in dielettrici liquidi (nella foto sotto). Utilizzare anche il misuratore "Ш2 - 12ТМ".
Infine, ti consigliamo di guardare un utile video sull'argomento:
Ora sai cosa costituisce perdite dielettriche nei dielettrici, come vengono calcolate e misurate. Speriamo che le informazioni fornite ti siano state utili!
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