¿Qué es la pérdida dieléctrica?
Método de cálculo
Las pérdidas dieléctricas requieren medición utilizando un sistema de cálculo bastante complicado. Este sistema consta de varias etapas. En primer lugar, es necesario calcular la potencia que posee un dieléctrico y lo que se disipa en él a un voltaje alterno. Está determinado por la fórmula:
Pa = U * Ia
La siguiente figura muestra los diagramas de la conexión en serie (a) y en paralelo (b) del condensador y la resistencia activa, así como diagramas vectoriales de las corrientes en ellos.
Por lo tanto, es posible determinar la corriente activa, cuya fórmula de cálculo será la siguiente:
El segundo valor es la tangente del ángulo del vector del valor total de la corriente a su capacidad. Este ángulo también se llama ángulo de pérdida dieléctrica. Ic es la capacitancia dieléctrica.
Sacando conclusiones de los datos obtenidos, se obtiene una fórmula más detallada para calcular la potencia:
En este caso, la corriente se calcula mediante la fórmula: frecuencia angular * capacitancia del condensador. Según las fórmulas proporcionadas, puede calcular la potencia de la siguiente manera:
Con base en esta fórmula, se puede ver de qué factores depende la calidad y la confiabilidad de un dispositivo como un dieléctrico. Si observa el gráfico, puede ver que las propiedades aumentan al disminuir el ángulo.
Tipos de perdidas
En los gases
En sustancias gaseosas, la conductividad eléctrica es pequeña y, como resultado, las pérdidas dieléctricas también serán insignificantes. Con la polarización de las moléculas de gas, no pasa nada. En este caso, se utiliza la llamada curva de ionización.
Esta subordinación indica que al aumentar el voltaje, el ángulo también aumentará. Y esto significa que hay una inclusión de gas en el aislamiento. En el caso de una gran ionización, la pérdida de gas será significativa y, como resultado, el calentamiento y la destrucción del aislamiento.
Por lo tanto, al hacer el aislamiento, es muy importante tener en cuenta el hecho de que no debe haber inclusiones de gas. Para esto, se utiliza un procesamiento especial. Su esencia es la siguiente: el aislamiento se seca al vacío. Luego, los poros se llenan con un compuesto que está bajo presión y luego se produce el robo.
Como resultado de la ionización, aparecen óxidos de nitrógeno y ozono, que destruyen el aislamiento.En ocasiones, cuando el efecto de ionización ocurre en una parcela de campos desiguales, esto durante la transmisión conduce a una disminución en la eficiencia.
En sólidos
Un dieléctrico sólido tiene ciertas características, como la composición, la estructura y la polarización, que conducen a pérdidas dieléctricas. Por ejemplo, están ausentes en azufre, parafina o poliestireno; por lo tanto, estas sustancias se usan ampliamente como dieléctrico de alta frecuencia.
El cuarzo, la sal y la mica tienen conductividad; por lo tanto, se caracterizan por una cantidad insignificante de estas pérdidas.
Las pérdidas dieléctricas no dependen de la frecuencia (a), disminuirán junto con la frecuencia de campo de acuerdo con la ley hiperbólica. Pero con la temperatura dependen directamente de la ley exponencial (b).
Un dieléctrico cristalino como la cerámica o el mármol tiene un indicador característico de este valor. Esto se debe al hecho de que contienen impurezas de semiconductores. Tal material tiene una propiedad distintiva: las pérdidas dieléctricas están directamente relacionadas con el medio ambiente y sus condiciones. Por lo tanto, dependiendo del cambio de factores que rodean al dieléctrico, el valor de un material puede variar.
En liquidos
En este caso, las pérdidas están directamente relacionadas con la composición del material. Si no hay impurezas en los líquidos, entonces será neutral y la pérdida tenderá a cero, ya que la conductividad eléctrica es baja.
Los líquidos con polaridad o con presencia de impurezas se utilizan para ciertos fines técnicos, ya que su pérdida dieléctrica será mucho mayor. Esto se debe al hecho de que tales líquidos tienen sus propias propiedades especiales, por ejemplo, la viscosidad. Y dado que están determinados por la polarización dipolar, estos líquidos se llaman polarizaciones dipolares. Con el aumento de la viscosidad, aumentan las pérdidas dieléctricas.
Además, los líquidos tienen una cierta dependencia de las pérdidas de temperatura. Cuando aumenta el régimen de temperatura, la tangente del ángulo también aumenta a un valor máximo. Luego cae al valor mínimo y aumenta nuevamente. Esto se debe a que la conductividad cambia bajo la influencia de la temperatura.
Descripción general de la instrumentación
Existen instrumentos especiales para medir pérdidas. Estos incluyen el dispositivo IPI-10, un dispositivo Tettex y se estudian dieléctricos de sustancias sólidas y líquidas. Se utiliza una instalación automatizada llamada "Tangente - 3M" para determinar la tangente del ángulo en dieléctricos líquidos (en la foto a continuación). Utilice también el medidor "Ш2 - 12ТМ".
Finalmente, recomendamos ver un video útil sobre el tema:
Ahora ya sabe lo que constituyen las pérdidas dieléctricas en dieléctricos, cómo se calculan y miden. ¡Esperamos que la información proporcionada le haya sido útil!
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