ВУЗ:
Составители:
7
d- расстояние между электродами (толщина диэлектрика), м;
ε
0
– диэлектрическая постоянная вакуума, равная 8,854·10
-12
Ф/м;
ε – диэлектрическая проницаемость диэлектрика.
Для вакуума ε=1, для сухого воздуха при температуре 20
о
С ε=1,0006.
Емкость конденсатора С
0
с вакуумом (или воздухом), или геометрическая
емкость, определится размерами электродов и расстоянием между ними
d
S
C
0
ε
=
.
При испытании твердых диэлектриков на высоких частотах вводят
поправки на краевую емкость плоского образца и емкость незаземленного
электрода [1]. Для образцов квадратной формы вычисляется эквивалентный
диаметр D=4а/π, где а – сторона квадрата.
Диэлектрические материалы характеризуются не только
диэлектрической проницаемостью ε, но и диэлектрическими потерями.
Обычно говорят, что диэлектрические потери – одно из проявлений общего
явления самопроизвольного перехода энергии упорядочного движения в
энергию хаотического теплового движения.
При изменении значения и направления напряженности Е электрического
поля диэлектрическая поляризация также меняет величину и направление: за
время одного периода переменного поля поляризация дважды устанавливается
и дважды исчезает. Если диэлектрик представляет собой вязкую среду и состоит
из
полярных молекул (диполей) или содержит слабо связанные ионы, то
ориентационная поляризация таких частиц требует времени релаксации. В
результате максимум поляризации не совпадает во времени с максимумом
напряженности поля, т.е. имеется сдвиг фаз между напряженностью поля и
поляризацией, сдвиг фаз во времени из-за вязкости среды. Благодаря этому
имеется также
сдвиг фаз между напряженностью электрического поля Е и
электрической индукцией D, который обуславливает потери энергии Wε.
Переходя к векторному изображению величины, говорят, что вектор
электрической индукции отстает от вектора электрического поля на некоторый
угол δ, который носит название угла диэлектрических потерь.
Иначе говоря, на переменном сигнале амплитуды колебаний D и
Е связаны
соотношением
D = ε(ω) Е.
Оценим мощность потерь. Любое переменное поле Е можно представить в
виде совокупности гармонических полей:
Е = Е
0
cos(ωt),
Поэтому необходимо вычислить диэлектрические потери для гармонического
поля. Электрическая индукция D меняется по закону
D = D
0
cos (ωt-δ),
Где t – время, ω – частота поля, δ – разность фаз между векторами Е и D.
Индукция D представляется в виде
D = D
1
cos(ωt) + D
2
sin(ωt),
D
1
= D
0
cosδ = ε′ Е
0
, D
2
= D
0
sinδ = ε″ Е
0
,
tg δ = ε/ ε″.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
