Основные понятия, соотношения, тангенс угла диэлектрических потерь.

Диэлектрические потери

Диэлектрики

I¥ - сквозной ток, течет постоянно через диэлектрик; Iабс – ток абсорбции.

Ток абсорбции обусловлен процессом поляризации в диэлектрике и протекает в течении времени установления поляризации.

Сквозной ток может быть определен по закону Ома:

; (2) ; (3)

где gабс – проводимость соответствующая току абсорбции;

t - постоянная времени, равная времени в течении которого ток абсорбции уменьшается от своего максимального значения в е раз.

Будем ступенчато менять напряжение на конденсаторе:

(4) (5)

При непрерывном изменении напряжения сумму можно проинтегрировать:

, где t – текущее время; x – время соответств. изменению напряжения.

(6) .

Разделим и умножим выражение (6) на dx:

. (7)

Получили, что Сделаем отступление: .

С учетом этого:

(8)

Анализ выражения (8) показал, что ток абсорбции состоит из двух составляющих: одна из которых совпадает по фазе с напряжением (активная), другая опережает напряжение на 1/2p.

Протекание тока абсорбции в диэлектрике, поскольку в нем есть активная составляющая, вызывает дополнительные потери, которые принято считать диэлектрическими потерями.

Сквозной ток:

где Сг – геометрическая емкость – емкость измеренная при очень больших частотах, когда процессы поляризации (релаксационные) практически не сказываются (появляются).

Ток абсорбции:

d - угол потерь. tgd - танг. угла диэл. потерь.

.

43.Зависимость tgd от частоты:

.

1) Малые частоты: w®0, g¥>>gабс.

.

2) Средние частоты: gабс>>g¥, wt<1, .

.

3) Большие частоты: gабс>>g¥, , wt>1.

.

На высоких частотах, с увеличением частоты, значение tgd будет уменьшаться, т.к. знаменатель будет расти быстрее, чем числитель, следовательно tgd функция от частоты будет иметь максимум.

.

 

 

.

 

.

 

.

 

. . .

С – емкость при постоянном напряжении:

w=0; . w®¥; С=ССТ.

Геометрическая емкость – измеренная на очень высоких частотах, когда влияние на релаксационные процессы на сказывается.

.

Во всяком диэлектрике находящемся в электрическом поле происходят процессы поляризации и проводимости, при этом преобладание одними процессами над другими обуславливается не только свойствами но и частотой. На малых частотах – процесс электропроводности, затем процесс поляризации и обусловленное увеличением tgd и на сверх высоких частотах снова процесс электропроводности.