Диэлектрические потери
Диэлектрическими потеряминазывают электрическую мощность, поглощаемую в диэлектрике, находящегося в электрическом поле.
Потери мощности вызываются электропроводностью и медленными процессами поляризации.
Способность диэлектрика рассеивать энергию характеризует угол диэлектрических потерь, а также тангенс этого угла.
Углом диэлектрических потерь δназывают угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз φ между током и напряжением в емкостнойцепи.
Эквивалентная схема
В случае идеального диэлектрика вектор тока опережает вектор напряжения на угол 90°, при этом угол δ равен нулю. Чем больше рассеивается в диэлектрике мощность, тем меньше угол сдвига фаз φ и тем больше угол диэлектрических потерь δ и его функция tg δ.
Мощность, рассеиваемая в диэлектрике определяется
Реальный диэлектрик тем более приближается к идеальному, чем меньше его удельная проводимость и чем слабее у него выражены замедленные механизмы поляризации, связанные с рассеиванием электрической энергии и выделением теплоты.
Электрическая прочность
Диэлектрик, находясь в электрическом поле, может потерять свойства изоляционного материала, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение. Явление образования проводящего канала в диэлектрике под действием электрического поля называют пробоем.
Минимальное, приложенное к диэлектрику напряжение, приводящее к его пробою, называют пробивным напряжением Uпр. Значение пробивного напряжения зависит от толщины диэлектрика и формы электрического поля, обусловленной конфигурацией электродов и самого диэлектрика и характеризуется электрической прочностью. Электрической прочностью называют минимальную напряженность однородного электрического поля, приводящую к пробою диэлектрика. Т.еэлектрическая прочность характеризует способность материала противостоять электрическому пробою.
Электрическая прочность измеряется в Вольт/метрах и кратных единицах кВ/мм, МВ/см и т.д.
Различают следующие виды пробоя:
- электрический - диэлектрик разрушается в следствии ударной ионизации электронами;
- тепловой – разогрев материала до температур, соответствующих расплавлению, обугливанию и т.п. - возникает, когда количество тепловой энергии, выделяющейся в диэлектрике за счет потерь, превышает количество рассеиваемой энергии в данных условиях;
- электрохимический (электрохимическое старение) – обусловлен медленными изменениями химического состава и структуры диэлектрика под длительным действием электрического поля и окружающей среды, приводящими к понижению его электрической прочности;
- поверхностный – пробой газа или жидкости вблизи поверхности твердого диэлектрика.
Если пробой произошел в газообразном диэлектрике, то благодаря высокой подвижности молекул пробитый участок после снятия напряжения восстанавливает свои электрические свойства. В противоположность этому пробой твердых диэлектриков заканчивается разрушением изоляции.
Достарыңызбен бөлісу: |