Электротехническое материаловедение. Агеева Н.Д - 27 стр.

UptoLike

1) диэлектрические потери, обусловленные всеми видами мгновенной и
замедленной поляризацией в диэлектриках;
2) потери от сквозной электропроводности;
3) ионизационные потери;
4) потери, вызванные неоднородностью структуры
Таким образом, три явления электрического поля определяют или вы-
зывают нагрев диэлектрика: поляризация, электропроводность и ионизация.
Поляризация обусловливает изменение δ и соответственно tgδ в веще-
ствах, обладающих релаксационными поляризациями или в диэлектриках
ионной структуры с неплотной упаковкой ионов или дипольной структуры с
ковалентной связью между молекулами. Поляризация вызывает нарушение
теплового движения частиц по направлению электрического поля и приводит
к рассеянию энергии или нагреву диэлектрика. Такие потери возрастают при
увеличении частоты приложенного напряжения и могут резко проявится на
высокой частоте. Однако, если при высокой частоте поляризация не проявля-
ется (ионы или диполи не успевают сместиться вслед частоте электрического
поля), то tg δ падает. Это характерно для большинства технических диэлек-
триков со стекловидной фазой в структуре.
В сегнетоэлектриках. потери от спонтанной поляризация наблюдаются
значительными до точки Кюри, так как успевают смещаться заряды или от-
слеживают изменение температуры. За пределами точки Кюри потери
уменьшаются и значительно, так как не проявляется поляризация.
В радиотехнических материалах при световых частотах, за пределами
МГц, проявляются резонансные потери. Это наблюдается в газах, когда идет
интенсивное поглощение энергии электрического поля. и в твердых диэлек-
триках, когда частота вынужденных колебаний, вызванных электрическим
полем, совпадает с частотой собственных колебаний частиц вещества.
Диэлектрические потери от электропроводности обнаруживаются в
зависимости от объемной или поверхностной удельной проводимости веще-
ства, поэтому
.
ρfε
12
101,8
tg =δ (1.7)
Здесь δ не зависит от частоты поля и tgδ уменьшается с увеличением
частоты f по гиперболическому закону. Температурная зависимость в этом
случае определяется как экспонента вида
ta
e
0
P
t
Pили
T
b
Ae
T
P =
= ,
где А, b, апостоянные материала; Р
Т
потери при температуре Т; Р
t
поте-
ри при температуре t,
0
С; Р
0
потери при 0
0
С.
Ионизационные потери характерны для газообразных и неоднородных
твердых диэлектриков с газовым включением. В неоднородном электриче-
ском поле при напряженностях превышающих значение, соответствующее
началу ионизации газа, имеем
Р
и
= А
1
f (U – U
и
)
3
,
      1) диэлектрические потери, обусловленные всеми видами мгновенной и
замедленной поляризацией в диэлектриках;
      2) потери от сквозной электропроводности;
      3) ионизационные потери;
      4) потери, вызванные неоднородностью структуры
      Таким образом, три явления электрического поля определяют или вы-
зывают нагрев диэлектрика: поляризация, электропроводность и ионизация.
      Поляризация обусловливает изменение δ и соответственно tgδ в веще-
ствах, обладающих релаксационными поляризациями или в диэлектриках
ионной структуры с неплотной упаковкой ионов или дипольной структуры с
ковалентной связью между молекулами. Поляризация вызывает нарушение
теплового движения частиц по направлению электрического поля и приводит
к рассеянию энергии или нагреву диэлектрика. Такие потери возрастают при
увеличении частоты приложенного напряжения и могут резко проявится на
высокой частоте. Однако, если при высокой частоте поляризация не проявля-
ется (ионы или диполи не успевают сместиться вслед частоте электрического
поля), то tg δ падает. Это характерно для большинства технических диэлек-
триков со стекловидной фазой в структуре.
      В сегнетоэлектриках. потери от спонтанной поляризация наблюдаются
значительными до точки Кюри, так как успевают смещаться заряды или от-
слеживают изменение температуры. За пределами точки Кюри потери
уменьшаются и значительно, так как не проявляется поляризация.
      В радиотехнических материалах при световых частотах, за пределами
МГц, проявляются резонансные потери. Это наблюдается в газах, когда идет
интенсивное поглощение энергии электрического поля. и в твердых диэлек-
триках, когда частота вынужденных колебаний, вызванных электрическим
полем, совпадает с частотой собственных колебаний частиц вещества.
      Диэлектрические потери от электропроводности обнаруживаются в
зависимости от объемной или поверхностной удельной проводимости веще-
ства, поэтому
                                        1,8 1012
                                  tgδ =          .                       (1.7)
                                          εf ρ
      Здесь δ не зависит от частоты поля и tgδ уменьшается с увеличением
частоты f по гиперболическому закону. Температурная зависимость в этом
случае определяется как экспонента вида
                                  −b
                         P = Ae T или Pt = P e a t ,
                          T                         0
где А, b, а – постоянные материала; РТ – потери при температуре Т; Рt – поте-
ри при температуре t, 0С; Р0 – потери при 0 0С.
      Ионизационные потери характерны для газообразных и неоднородных
твердых диэлектриков с газовым включением. В неоднородном электриче-
ском поле при напряженностях превышающих значение, соответствующее
началу ионизации газа, имеем
                               Ри = А1 f (U – Uи)3,