Электротехническое материаловедение. Агеева Н.Д - 29 стр.

пор, пока поляризация успевает следовать за изменением поля. Когда же час-
тота становится настолько велика, что дипольные молекулы не успевают
ориентироваться в направлении поля, и tgδ падает, потери становятся посто-
янными. При работе диэлектрика на синусоидальном переменном напряже-
нии с угловой частотой ω ток абсорбции (от поляризации) будет также сину-
соидальным и имеет две составляющие - активную и реактивную. Через ди-
электрик в этом случае протекают три тока:
      емкостной ток, опережающий на 90 0 напряжение: I c = U ω С, где С -
геометрическая емкость, измеренная при высокой частоте, когда нет релак-
сационной поляризация;
      ток абсорбции с активной и реактивной составляющими вычисляется
по формулам:
      Iаабс = U G ω2 t2 / (ω2 t2 + 1);
      Irабс = U G ω t / (ω2 t2 + 1),
где U – приложенное напряжение; G – проводимость для сквозного тока из
выражения G = U / i cк при тангенсе угла фазы равном tgϕ = ω t;
      сквозной ток находится из выражения iск = U G = U / R из..
      Диэлектрические потери твердых диэлектриков. С молекулярной
структурой потери зависят от вида молекул. В неполярных молекулах и не
устойчивой (Ван-дер-Ваальса) связью, вещества, не имеющие примеси, tgδ
очень мал, оценивается электропроводностью, поэтому порядка 10 -4. Это вы-
сокочастотные диэлектрики, как сера, парафин, полимеры и др. Для техниче-
ских материалов с полярной молекулой и дипольно-релаксационной поля-
ризацией потери значительные, т.е. явления электропроводности и поляриза-
ции повышают их до 10 -3. К таким диэлектрикам можно отнести: целлюлозо-
содержащие материалы, материалы со стекловидной фазой ( органические
стекла); полиамиды (капрон и др.); каучуковые материалы (эбонит), феноло-
формальдегидные смолы (бакелит и др).
      Диэлектрики с ионной структурой связаны с упаковкой ионов в ре-
шетке. Так tgδ < 10 -3 для диэлектриков с кристаллической решеткой и плот-
ной упаковкой ионов при отсутствии примесей, когда проявляется явление
электропроводности. Это характерно для керамики и каменной соли. А про-
явление релаксационных поляризаций ( ионной и электронной) в материалах
с не плотной упаковкой ионов значительно повышает tgδ < 10 -2, когда про-
являются электропроводность и ионно- и электронно- релаксационные поля-
ризации. Термическая обработка (обжиг, закалка) стекла снижает tgδ, а нали-
чие щелочных окислов ( N2O, K 2O) при отсутствии тяжелых металлов (BaO,
PbO) вызывают повышение tg δ, однако, введение только тяжелых окислов
металлов снижает tgδ, так как проявляются явления электропроводности и
электронно-релаксационной поляризации.
      Сегнетоэлектрики и сложные, неоднородные структуры оцениваются
более высокими диэлектрическими потерями, порядка tgδ> 10 -1. Здесь, наря-
ду с электропроводностью, проявляется длительная спонтанная ( сегнетова
соль пьезоэлектрики, керамика) или миграционная ( высоковольтная) ( гете-