Čo je dielektrická strata?
Metóda výpočtu
Dielektrické straty vyžadujú meranie pomocou pomerne komplikovaného výpočtového systému. Tento systém pozostáva z niekoľkých etáp. Najprv je potrebné vypočítať silu, ktorú dielektrikum vlastní a čo sa v ňom rozptyľuje pri striedavom napätí. Je určený vzorcom:
Pa = U * Ia
Obrázok nižšie ukazuje schémy sériového (a) a paralelného (b) zapojenia kondenzátora a aktívneho odporu, ako aj vektorové diagramy prúdov v nich.
Takto je možné určiť aktívny prúd, ktorého vzorec výpočtu bude nasledujúci:
Druhá hodnota je tangens uhla vektora plnej hodnoty prúdu k jeho kapacite. Tento uhol sa nazýva aj dielektrický uhol straty. Ic je dielektrická kapacita.
Na základe získaných údajov sa získa podrobnejší vzorec na výpočet sily:
V tomto prípade sa prúd vypočíta podľa vzorca: kapacitná kapacita kondenzátora s uhlovou frekvenciou. Na základe poskytnutých vzorcov môžete vypočítať silu nasledovne:
Na základe tohto vzorca je možné vidieť, na akých faktoroch závisí kvalita a spoľahlivosť takého zariadenia, ako je dielektrikum. Ak sa pozriete na graf, vidíte, že vlastnosti sa zväčšujú so zmenšujúcim sa uhlom.
Druhy strát
V plynoch
V plynných látkach je elektrická vodivosť malá a v dôsledku toho budú dielektrické straty tiež zanedbateľné. S polarizáciou molekúl plynu sa nič nestane. V tomto prípade sa používa takzvaná ionizačná krivka.
Toto podriadenie naznačuje, že so zvyšujúcim sa napätím sa bude zväčšovať aj uhol. To znamená, že do izolácie je zahrnutý plyn. V prípade veľkej ionizácie bude strata plynu významná av dôsledku toho - zahrievanie a ničenie izolácie.
Preto je pri izolácii veľmi dôležité brať do úvahy skutočnosť, že by nemali byť žiadne plynové inklúzie. Na tento účel sa používa špeciálne spracovanie. Jeho podstata je nasledovná: izolácia sa suší vo vákuu. Potom sa póry naplnia zlúčeninou, ktorá je pod tlakom, a potom dôjde k vlámaniu.
V dôsledku ionizácie sa objavujú oxidy dusíka a ozónu, ktoré ničia izoláciu.V čase, keď sa ionizačný účinok objaví na pozemku nerovnomerných polí, vedie to počas prenosu k zníženiu účinnosti.
V pevných látkach
Pevné dielektrikum má určité vlastnosti, ako je zloženie, štruktúra a polarizácia, čo vedie k dielektrickým stratám. Napríklad sa nevyskytujú v síre, parafíne alebo polystyréne, preto sa tieto látky často používajú ako vysokofrekvenčný dielektrikum.
Kremeň, soľ a sľuda majú vodivosť, a preto sa vyznačujú zanedbateľným množstvom týchto strát.
Dielektrická strata nezávisí od frekvencie (a), bude klesať spolu s frekvenciou poľa podľa hyperbolického zákona. Ale s teplotou závisia priamo od exponenciálneho zákona (b).
Charakteristickým ukazovateľom tejto hodnoty je kryštalický dielektrikum, ako je keramika alebo mramor. Dôvodom je skutočnosť, že obsahujú polovodičové nečistoty. Takýto materiál má charakteristickú vlastnosť: dielektrické straty priamo súvisia s prostredím a jeho podmienkami. Preto v závislosti od zmeny faktorov, ktoré obklopujú dielektrikum, sa môže hodnota jedného materiálu líšiť.
V tekutinách
V tomto prípade straty priamo súvisia so zložením materiálu. Ak v kvapalinách nie sú žiadne nečistoty, bude neutrálny a strata bude mať sklon k nule, pretože elektrická vodivosť je nízka.
Kvapaliny s polaritou alebo s prítomnosťou nečistôt sa používajú na určité technické účely, pretože ich dielektrická strata bude oveľa vyššia. Je to spôsobené skutočnosťou, že takéto kvapaliny majú svoje špeciálne vlastnosti, napríklad viskozitu. A keďže sú určené dipólovou polarizáciou, nazývajú sa tieto kvapaliny dipólovou polarizáciou. So zvyšujúcou sa viskozitou sa zvyšujú dielektrické straty.
Kvapaliny majú okrem toho určitú závislosť od strát na teplote. Keď sa teplotný režim zvýši, dotyčnica uhla sa tiež zvýši na maximálnu hodnotu. Potom klesne na minimálnu hodnotu a znova sa zvyšuje. Je to preto, že vodivosť sa mení pod vplyvom teploty.
Prehľad prístrojov
Existujú špeciálne prístroje na meranie strát. Patria sem zariadenia IPI-10, Tettex a dielektrika tuhých a kvapalných látok. Automatická inštalácia s názvom „Tangent - 3M“ sa používa na určenie tangenty uhla v kvapalných dielektrikách (obrázok nižšie). Použite tiež merač „Ш2 - 12ТМ“.
Nakoniec vám odporúčame pozrieť si užitočné video na túto tému:
Teraz viete, čo predstavuje dielektrické straty v dielektrikách, ako sa vypočítavajú a merajú. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás užitočné.
Odporúčame tiež prečítať si:
Načítava...
