Диэлектрические потери

Сентябрь 1, 2022

Главная
Физика
Диэлектрические потери

Содержание

2. В электрическом поле диэлектрики нагреваются, т.к. часть энергии электрического поля рассеива-ется в диэлектриках в виде тепла.
3. Диэлектрические потери используются для термообработки материалов, которая называется диэлектрическим нагревом ( для полимеризации некоторых изделий из
4. Количественная оценка ДП Абсолютная величина ДП – Ра (мощность, рассеиваемая в диэлектрике в виде тепла); Удельные
5. Схемы замещения диэлектрика Идеальный диэлектрик Реальный диэлектрик ( без потерь)
6. Параллельная схема замещения
7. Последовательная схема замещения
8. Последовательная схема замещения Мощность ДП определяется по формуле: Параллельная схема замещения Мощность ДП определяется по формуле:
9. Для высококачественных диэлектриков , поэтому для последовательной схемы: = Для параллельной схемы замещения: Тогда Cp=Cs=C и
10. Виды диэлектрических потерь ДП , обусловленные поляризацией ( в диэлектриках с релаксационными видами поляризации); ДП, обусловленные
11. Процессы поляризации, электропроводности и ионизации независимы, следовательно ДП являются суммой составляющих, вызванных отдельными механизмами потерь. ДП,
12. ДП , обусловленные сквозной электропроводностью Для данного вида потерь : (1) т.е. ДП данного вида не
13. Или , где Pat – потери при определенной температуре; Рао – потери при - постоянная материала.
14. Диэлектрические потери в газах В слабых электрических полях: Так как все газы либо неполярны, либо слабополярны,
15. В сильных электрических полях: Так как в сильных электрических полях развивается ударная ионизация, то появляются потери
16. Диэлектрические потери в жидких диэлектриках Неполярные жидкие диэлектрики - в них нет потерь на поляризацию (электронная
18. Скачать презентацию

Слайд 2

В электрическом поле диэлектрики нагреваются, т.к. часть энергии электрического поля

рассеива-ется в диэлектриках в виде тепла.
Рассеиваемая за единицу времени энергия назы-вается диэлектрическими потерями (ДП).
Нагрев диэлектриков приводит к ухудшению их свойств и ускорению процессов старения:
в силовой электротехнике нагрев приводит к уменьшению электрической прочности, а значит к уменьшению надежности оборудования;
в слаботочных устройствах нагрев приводит к уменьшению сопротивления изоляции, т.е. к повышению токов утечки в цепях.

Слайд 3

Диэлектрические потери используются для термообработки материалов, которая называется диэлектрическим нагревом

( для полимеризации некоторых изделий из пластмасс).
Диэлектрический нагрев отличается от классических способов нагрева тем, что он протекает равномерно по всему объему и не возникает внутренних механических напряжений в результате неравномерности распределения температуры.

Слайд 4

Количественная оценка ДП
Абсолютная величина ДП – Ра (мощность, рассеиваемая в диэлектрике

в виде тепла);
Удельные ДП - ,т.е. диэлектрические потери, приходящиеся на единицу объема материала;
Угол ДП и тангенс этого угла , которые не зависят от объема диэлектрика и характеризуют качество самого материала.

Слайд 5

Схемы замещения диэлектрика
Идеальный диэлектрик Реальный диэлектрик
( без потерь)

Слайд 6

Параллельная схема замещения

Слайд 7

Последовательная схема замещения

Слайд 8

Последовательная схема замещения
Мощность ДП определяется по формуле:
Параллельная схема замещения

Мощность ДП определяется по формуле:
и ДП не зависят от схемы замещения, но емкости значительно различаются:

Слайд 9

Для высококачественных диэлектриков ,
поэтому для последовательной схемы:
=
Для параллельной схемы

замещения:
Тогда Cp=Cs=C и
ДП зависят от величины приложенного напряжения, частоты, а также от свойств самого диэлектрика:
и .

Слайд 10

Виды диэлектрических потерь
ДП , обусловленные поляризацией ( в диэлектриках с

релаксационными видами поляризации);
ДП, обусловленные сквозной электропроводностью (во всех диэлектриках);
ДП, обусловленные ионизацией ( происходят в сильных электрических полях);
ДП, обусловленные неоднородностью структуры (только в твердых диэлектриках неоднородной структуры).

Слайд 11

Процессы поляризации, электропроводности и ионизации независимы, следовательно ДП являются суммой

составляющих, вызванных отдельными механизмами потерь.
ДП, обусловленные релаксационными видами поляризации наблюдаются:
- в полярных диэлектриках;
- в диэлектриках ионной структуры с неплотной упаковкой ионов;
- в сегнетоэлектриках;
- в диэлектриках неоднородной структуры;
- при высоких частотах наблюдаются резонансные потери, связанные с резонансной поляризацией.

Слайд 12

ДП , обусловленные сквозной электропроводностью
Для данного вида потерь :

(1)
т.е. ДП данного вида не зависят от частоты, а
ДП возрастают с увеличением температуры по экспоненте:
, где А и b – постоянные материала.

Слайд 13

Или , где Pat – потери при определенной температуре; Рао

– потери при - постоянная материала.
Ионизационные потери.
Данный вид ДП характерен для газов и проявляется в диэлектриках пористой структуры:
где - постоянный коэффициент, f – частота элект-рического поля, U – приложенное напряжение, Uu – напряжение ионизации.
ДП, обусловленные неоднородностью структуры
наблюдаются:
в слоистых диэлектриках ;
в пористой керамике;
в пропитанной бумаге и т.п.

Слайд 14

Диэлектрические потери в газах
В слабых электрических полях:
Так как все

газы либо неполярны, либо слабополярны, то в них отсутствуют потери на поляризацию. Есть потери только на электропроводность.
Для газов , и при f=50 Гц
Таким образом газы являются практически идеальными диэлектриками в слабых электрических полях.

Слайд 15

В сильных электрических полях:
Так как в сильных электрических полях

развивается ударная ионизация, то появляются потери на ионизацию и
увеличивается.
Зависимость от величины приложенного напряжения называется кривой ионизации.

Слайд 16

Диэлектрические потери в жидких диэлектриках
Неполярные жидкие диэлектрики - в них нет

потерь на поляризацию (электронная поляризация), присутствуют потери на электропроводность, но т.к. мала, то малы и ДП , а может быть рассчитан по формуле (1).
Диэлектрические потери зависят от температуры ( увеличиваются по экспоненте при повышении температуры) и не зависят от частоты внешнего электрического поля.

Диэлектрические потери

Содержание

В электрическом поле диэлектрики нагреваются, т.к. часть энергии электрического поля

Диэлектрические потери используются для термообработки материалов, которая называется диэлектрическим нагревом

Количественная оценка ДПАбсолютная величина ДП – Ра (мощность, рассеиваемая в диэлектрике

Схемы замещения диэлектрикаИдеальный диэлектрик Реальный диэлектрик ( без потерь)

Параллельная схема замещения

Последовательная схема замещения

Последовательная схема замещения Мощность ДП определяется по формуле:Параллельная схема замещения

Для высококачественных диэлектриков ,поэтому для последовательной схемы: =Для параллельной схемы

Виды диэлектрических потерь ДП , обусловленные поляризацией ( в диэлектриках с

Процессы поляризации, электропроводности и ионизации независимы, следовательно ДП являются суммой

ДП , обусловленные сквозной электропроводностью Для данного вида потерь :