Dielektriske tab i dielektriske stoffer

Alle ved, at et dielektrikum er et materiale, der forhindrer elektrisk strøm i at passere igennem. Der er et stort antal af sådanne materialer og stoffer. Ud over deres væsentlige egenskaber har de også en række andre yderligere. Denne funktion inkluderer dielektrisk tab - energi, der spredes i et materiale under påvirkning af elektriske felter. Denne energi opvarmer materialet, hvilket kan føre til termisk nedbrydning og andre negative virkninger. Dernæst vil vi overveje, hvad dielektriske tab i dielektrikum er, hvordan de opstår, og hvordan de måles.

Beregningsmetode

Dielektriske tab kræver måling ved hjælp af et ret komplekst renderingssystem. Dette system består af flere faser. Først og fremmest er det nødvendigt at beregne den effekt, som dielektrikumet har, og hvad der spredes i det med en vekselspænding. Det bestemmes af formlen:

Pa = U * la

Nedenstående figur viser diagrammerne for serie (a) og parallel (b) forbindelse af en kondensator og aktiv modstand, samt vektordiagrammer af strømme i dem.

Således er det muligt at bestemme den aktive strøm, hvis beregningsformel vil være som følger:

Den anden værdi er tangenten af ​​vektorvinklen for den samlede strømværdi til dens kapacitans. Denne vinkel kaldes også den dielektriske tabsvinkel. Ic er kapacitansen af ​​dielektrikumet.

Ved at drage konklusioner fra de opnåede data opnås en mere detaljeret formel til beregning af kraften:

I dette tilfælde beregnes strømmen af ​​formlen: vinkelfrekvens * kapacitans. Baseret på de angivne formler kan du beregne effekten som følger:

Baseret på denne formel kan det ses på, hvilke faktorer kvaliteten og pålideligheden af ​​en sådan enhed som et dielektrisk afhænger. Hvis man ser på grafen, kan man se, at egenskaberne stiger med faldende vinkel.

Tabstyper

I gasser

I gasformige stoffer er den elektriske ledningsevne lille, og som følge heraf vil dielektriske tab også være ubetydelige. Når gasmolekyler polariseres, sker der intet. I dette tilfælde anvendes den såkaldte ioniseringskurve.

Denne underordning indikerer, at med stigende spænding vil vinklen også stige. Det betyder, at der er en gasindeslutning i isoleringen. I tilfælde af høj ionisering vil tabet af gas være betydeligt og som et resultat - opvarmning og ødelæggelse af isoleringen.

Derfor, når du laver isolering, er det meget vigtigt at tage højde for, at der ikke bør være gasindeslutninger. Til dette anvendes speciel behandling. Dens essens er som følger: isoleringen tørres i et vakuum. Derefter fyldes porerne med en masse, som er under tryk, og derefter sker der indkøring.

Som følge af ionisering opstår oxider af nitrogen og ozon, som ødelægger isoleringen. I de øjeblikke, hvor ioniseringseffekten opstår i området med ujævne felter, fører dette til et fald i effektiviteten under transmissionen.

I faste stoffer

Et fast dielektrikum har visse egenskaber, såsom sammensætning, struktur og polarisering, der fører til dielektriske tab. For eksempel er de fraværende i svovl, paraffin eller polystyren; derfor er disse stoffer meget udbredt som et højfrekvent dielektrikum.

Kvarts, salt og glimmer har gennem elektrisk ledningsevne, så de er karakteriseret ved en ubetydelig mængde af disse tab.

Dielektriske tab afhænger ikke af frekvens (a) og vil falde sammen med feltfrekvensen ifølge den hyperbolske lov. Men med temperatur afhænger de direkte af den eksponentielle lov (b).

Krystallinske dielektrikum, såsom keramik eller marmor, har en karakteristisk eksponent for denne værdi. Dette skyldes det faktum, at de indeholder halvlederurenheder. Et sådant materiale har en karakteristisk egenskab: dielektriske tab er direkte relateret til miljøet og dets forhold. Derfor, afhængigt af ændringen af ​​faktorer, der omgiver dielektrikumet, kan værdien af ​​et materiale ændre sig.

I væsker

I dette tilfælde er tab direkte relateret til materialets sammensætning. Hvis der ikke er urenheder i væsker, vil det være neutralt, og tabene vil tendere til nul, da den elektriske ledningsevne er lav.

Væsker med polaritet eller tilstedeværelse af urenheder bruges til visse tekniske formål, da deres dielektriske tab vil være meget højere. Dette skyldes det faktum, at sådanne væsker har deres egne specielle egenskaber, for eksempel viskositet. Og da de er etableret ved dipolpolarisering, kaldes disse væsker dipoler. Med stigende viskositet øges dielektriske tab.

Derudover har væsker en vis temperaturafhængighed af tab. Når temperaturregimet stiger, øges vinklens tangent også til en maksimal værdi. Så falder det til minimum og stiger igen. Dette skyldes det faktum, at den elektriske ledningsevne ændres under påvirkning af temperaturen.

Oversigt over måleinstrumenter

Der findes specielle instrumenter til måling af tab. De inkluderer enheden "IPI - 10", en enhed fra Tettex-virksomheden, med dens hjælp studeres dielektrikum af faste og flydende stoffer. En automatiseret installation kaldet "Tangent - 3M" bruges til at bestemme tangenten af ​​en vinkel i flydende dielektrikum (billedet nedenfor). Brug også måleren "Ш2 - 12ТМ".

Endelig anbefaler vi at se en nyttig video om emnet:

Nu ved du, hvad dielektriske tab i dielektrikum er, hvordan de beregnes og måles. Vi håber, at oplysningerne var nyttige for dig!

Vi anbefaler også at læse:

• Hvad er en isoleringsstang til?
• Årsager til strømtab over lange afstande
• Programmer til at beregne jording