Диэлектрические потери.
ЛЕКЦИЯ №3
Диэлектрические потери газообразных, жидких и твёрдых диэлектриков. Основные
понятия и определения. Угол диэлектрических потерь (tg ).Виды диэлектрических
потерь. Влияние различных факторов на диэлектрические потери.
Любой диэлектрик, помещённый в электрическое поле, обладает реактивной проводимостью, обусловленной упругими видами поляризаций и активной проводимостью, вызванной токами абсорбции и сквозными токами. Все эти токи нагревают проводник и энергия в виде тепла выделяется в окружающую среду. Для оценки качества диэлектриков вводится понятие диэлектрических потерь. Диэлектрические потери – это мощность, рассеиваемая в диэлектрике при воздействии на него электрического поля, вызывающая нагрев диэлектрика.
Потери вызываются тепловым движением молекул, электропроводностью и медленными поляризациями. В диэлектриках, содержащих газовые поры, присутствуют потери на ионизацию газа.
Потери наблюдаются как при постоянном, так и при переменном напряжении. При включении диэлектрика на постоянное напряжение протекают следующие токи (рис.1.17):
- емкостной ток Iс. Вызван упругим смещением электронных оболочек атомов и молекул. Процесс протекания очень быстрый, поэтому не вызывает потерь;
- ток абсорбции Iабс. Обусловлен поворотом дипольных молекул и упругим смещением зарядов диполей, поэтому потери присутствуют;
- сквозной ток Iскв вызван перемещением ионов в диэлектрике и переносом зарядов ионами сквозь объём диэлектрика. Ток с течением времени не изменяется, вызывает потери.
Полный ток I равен геометрической сумме токов.
На векторной диаграмме токов, протекающих через диэлектрик (рис.1.18), ёмкостной ток будет опережать напряжение на 90°. (так как диэлектрик можно представить как конденсатор определенной емкости). Ток абсорбции определяется поляризациями, процесс установления которых связан с потерями энергии. Поэтому он имеет активную Iаа и реактивную составляющие Iра. Сквозной ток совпадает по направлению (и по фазе) с приложенным напряжением. Полный ток получаем геометрическим сложением векторов, причем он имеет активную и реактивную составляющие.
; 
.
Полный ток опережает напряжение на угол 
, меньший 90° (угол сдвига фаз). Угол, дополняющий угол сдвига фаз до 90°, называется углом диэлектрических потерь и обозначающийся . Значение мало, поэтому используется tg
где 
- угловая частота.. 
, где - 
- частота.
Активная составляющая тока 
.
Мощность диэлектрических потерь 
.