Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

18
Полная электрическая проводимость твердого диэлектрика опреде-
ляется суммированием объемной и поверхностной проводимостей.
Диэлектрические потеричасть энергии электрического поля, ко-
торая рассеивается в диэлектрике в виде тепла. Потери энергии в диэлек-
трике обусловлены протеканием сквозного (объемного и поверхностного)
тока и процессами установления поляризации при изменении напряженно-
сти электрического поля.
Потери мощности на нагрев диэлектрика в постоянном электриче-
ском поле
R
U
P
/
2
= , Вт, (2.16)
где U напряжение, В; Rсопротивление диэлектрика, Ом. Потери мощ-
ности в единице объема диэлектрика называются удельными электриче-
скими потерями и определяются по формуле
ρ= /
2
уд
EP , Вт/м
3
, (2.17)
где Eнапряженность электрического поля, В·м
-1
; ρудельное электриче-
ское сопротивление, Ом·м.
В переменном электрическом поле кроме потерь на электропровод-
ность в диэлектриках возникают релаксационные, ионизационные, резо-
нансные потери.
Для количественной оценки потерь энергии используется тангенс
угла диэлектрических потерь tgδ. В конденсаторе с идеальным диэлектри-
ком, то есть диэлектриком без потерь, вектор тока I
c
опережает вектор на-
пряжения U на 90º. В реальных диэлектриках угол сдвига фаз φ между то-
ком и напряжением меньше 90º за счет потерь, обусловленных протекани-
ем активного тока I
а
. Векторные диаграммы и схемы замещения для ди-
электрика с потерями показаны на рисунке.
Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением
до 90º, называется углом диэлектрических потерь.
Диэлектрические потери для параллельной схемы
δω= tg
2
p
СUP , (2.18)
где tgδ = I
а
/ I
c
= 1/ωС
p
R; ω = 2πfугловая частота, рад·с
-1
; fчастота, Гц.
Диэлектрические потери для последовательной схемы
δ+
δω
=
2
2
tg1
tg
s
СU
P
, (2.19)
где tgδ = U
r
/ U
c
= ωС
s
r.