Руководство к лабораторным работам по курсам "Материаловедение и материалы электронных средств", "Материалы и элементы электронной техники", "Материалы электронной техники". Джуплин В.Н - 9 стр.

UptoLike

9
Максимум тока опережает на диаграмме
максимум напряжения на 90
0
. Это значит на
четверть периода колебаний , или во времени (для
частоты, например, 50 Гц) на одну двухсотую
часть секунды. Физический смысл угла 90
0
в
данном случаевремя. Если диэлектрик плохой,
имеет различные виды проводимости и связанные
с ними потери мощности, то перезарядка
конденсатора пойдет по цепи контура и частично
через ставший электропроводящим участок
между обкладками. Вследствие добавки
электропроводности время перезарядки сокращается и угол между векторами
І
и U уменьшается на величину δ, соответствующую временному сдвигу. В
качестве иллюстрации этой модели можно предположить, что в случае
короткого замыкания обкладок конденсатора векторы тока и напряжения
сольются, и угол δ станет равным 90
0
, а φ- нулю. При переменном напряжении
диэлектрическая проницаемость и емкость конденсатора
С с диэлектриком
зависят от частоты, поэтому их надо определять при заданной частоте ω = 2πf.
Схематично зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от
частоты переменного напряжения для неполярных диэлектриков и для
полярных веществ показана на рис.1.4. Уменьшение tgδ неполярных
диэлектриков (полиэтилен, фторопласт-4 и др.) с ростом частоты приложенного
напряжения (рис.1.4, кривая 1) объясняется понижением тока проводимости.
Чаще всего этот ток обусловлен ионными загрязнениями. При увеличении
частоты изменения
переменного поля ионы все меньше успевают следовать за
этими изменениями, и tgδ уменьшается с ростом частоты. В полярном
диэлектрике с увеличением частоты приложенного напряжения возрастают
потери энергии, и tgδ растет (рис.1.4, кривая 2). Это объясняется тем, что
диполи чаще вынуждены переориентироваться в переменном поле, на что
затрачивается все большая энергия. Это
происходит до определенной частоты f
м
,
соответствующей максимальной величине
tgδ
м
. Начиная с частоты f
м
, время одного
полупериода становится настолько
малым, что полярные молекулы (или
полярные группы атомов в полимерных
молекулах) не успевают ориентироваться,
и потери энергии уменьшаются. На это и
указывает снижение величины tgδ в
области высоких частот.
Рис.1.4
Рис.1.3