Презентация на тему: Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при

Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
В постоянном поле:
В переменном поле:
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Виды диэлектрических потерь
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрические потери на медленные виды поляризации проявляются в полярных диэлектриках и только в переменных электрических полях
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрические потери на неоднородность структуры характерны для композиционных диэлектриков и диэлектриков с примесями (в том числе и проводящими) гетинакс,
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Ионизационные диэлектрические потери
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Резонансные диэлектрические потери
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при
Полный диэлектрический спектр
1/26
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 55)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (174 Кб)
1

Первый слайд презентации

Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при воздействии на него электрического поля Е и вызывающая нагрев диэлектрика. Диэлектрические потери наблюдаются как при переменном, так и при постоянном напряжении.

Изображение слайда
2

Слайд 2: В постоянном поле:

потери Р в диэлектрике обусловлены выделением тепла Джоуля при прохождении сквозного тока: Р = U 2 / R, R – сопротивление диэлектрика, U – приложенная разность потенциалов.

Изображение слайда
3

Слайд 3: В переменном поле:

U = U 0  sin ωt U 0 – амплитуда, ω = 2  f – круговая частота переменного напряжения Энергия поля затрачивается на: выделение тепла Джоуля; медленные виды поляризации.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Векторная диаграмма токов в диэлектрике конденсатора j j СМ j 0 j ПР δ φ Е j СМ = ε 0 εω E А/м 2 j ПР = γ E А/м 2 j СМ j ПР j с j а = = = ε 0 εω γ tg δ Q = 1/ tg δ

Изображение слайда
5

Слайд 5

В « идеальном » диэлектрике ток проводимости I a =0. В переменном поле ток, протекающий через конденсатор – это ток смещения в диэлектрике I=I r. В «идеальном» диэлектрике ток I отстаёт по фазе от вектора напряжения Е на 90 о. В хороших диэлектриках угол сдвига фаз  близок к 90 о.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Угол , дополняющий угол  до 90 о :  = 90 о  . наз. углом диэлектрических потерь. Отношение активной и реактивной составляющих полного тока: tg  = I a / I r, наз. тангенсом угла диэлектрических потерь, который м.б. определён экспериментально.

Изображение слайда
7

Слайд 7

Потери на проводимость: Р = U 2 / R I a = U / R а = > Р = U  I a ; I a = I r tg  = > Р = U  I r  tg . I r = U  ω  С = > Р = U 2  ω  С  tg   Вт  Чем больше tg  изоляции, тем сильнее она нагревается в переменном поле. Для неоднородного диэлектрика или поля, формула даёт среднее значение потерь по всему объёму диэлектрика, или полные диэлектрические потери.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Удельными диэлектрическими потерями р называется мощность, рассеиваемая в данном единичном объёме диэлектрика. С =  0  ,  = S / ℓ, U = Е  ℓ р = Е 2  ω   0  tg   Вт/м 3 . Чем больше  и tg, тем больше потери р в данном месте диэлектрика.   tg  – коэффициент диэлектрических потерь Е ℓ =1

Изображение слайда
9

Слайд 9: Виды диэлектрических потерь

1. Потери на сквозную электропроводимость. 2. Потери на медленные виды поляризации. 3. Потери на неоднородность структуры диэлектрика. 4. Ионизационные потери. 5. Резонансные потери.

Изображение слайда
10

Слайд 10

10  4 tg  скв f T 1 T 2 > T 1 Диэлектрические потери на сквозную электропроводимость наблюдаются во всех диэлектриках При  >10 10 Ом·м и f > 10 кГц, tg  скв < 10  4. Потери существенны лишь при 50 < f< 1000 Гц, при повышенных Т ( > 100° С) и при снижении  ( увлажнение ).

Изображение слайда
11

Слайд 11

Р Т – потери при Т ; Р 0 – потери при Т = 0 о С (или 20 о С);  – постоянная, определяемая свойствами диэлектрика. 10  4 tg  скв T С ростом Т потери экспоненциально возрастают из-за роста проводимости γ : Р Т = Р 0  exp (  T )

Изображение слайда
12

Слайд 12: Диэлектрические потери на медленные виды поляризации проявляются в полярных диэлектриках и только в переменных электрических полях

Работа, синусоидального поля Е на поляризацию единицы объема диэлектрика за один период определяется интегралом по замкнутому контуру Р ( Е ) и равна площади петли Р ( Е ):  = P d E ∫

Изображение слайда
13

Слайд 13

Если  << 1/ f ( область очень низких частот поля ), То Р успевает следовать за Е, и P d E =0.  <<1/ f Р Е 0 ∫

Изображение слайда
14

Слайд 14

Если  >> 1/ f, ( область очень высоких частот поля ), то поляризация не успевает установиться за полупериод изменения Е, Р =0 и P d E =0.  >> 1/ f Р Е 0 ∫

Изображение слайда
15

Слайд 15

Если  ≈ 1/ f, то Р отстает по фазе от Е, и P d E > 0. На поляризацию затрачивается энергия поля E, переходящая в диэлектрические потери. Р Е 0 Условие максимума потерь:   1/ f В области частот f  1/  наблюдается зависимость ε от частоты, называемая диэлектрической дисперсией. ∫

Изображение слайда
16

Слайд 16

Время установления τ релаксационных видов поляризации уменьшается с ростом температуры = > с ростом Т максимум диэлектрической дисперсии смещается в область более высоких частот электрического поля. tg  0  1  2  3 T    ' 0  1  2  3 T  1   2   3

Изображение слайда
17

Слайд 17

T tg  П IV III II I НП tg  f I II III П НП Диэлектрические потери в полярных диэлектриках складываются из потерь на электропроводность и релаксационных потерь. Зависимости tg δ от Т и f для полярного ( П ) и неполярного ( НП ) жидкого диэлектрика:

Изображение слайда
18

Слайд 18: Диэлектрические потери на неоднородность структуры характерны для композиционных диэлектриков и диэлектриков с примесями (в том числе и проводящими) гетинакс, текстолит, слюдопласты, керамика, компаунды, пропитанные материалы и т.д

Миграционная поляризация обусловлена миграцией зарядов в проводящих включениях и их накоплением на границах неоднородностей. Время установления τ очень велико.

Изображение слайда
19

Слайд 19

Для композиционных материалов, состоящих из хороших диэлектриков, частота релаксации f р < 1 Гц и миграционные потери малы даже на промышленной частоте (50 Гц). Если в диэлектрике есть проводящие включения, то f р оказывается в области рабочих частот и миграционные потери необходимо учитывать. Так, при увлажнении tg δ диэлектрика возрастает, так как проводимость воды велика.

Изображение слайда
20

Слайд 20

В случае миграционной поляризации, как и дипольной, возникает интервал времен  релаксации, что приводит к увеличению частотного интервала миграционных потерь. Причина: неодинаковые свойства основной среды и проводящих включений диэлектрика, неодинаковая форма и ориентация включений. С ростом Т удельная проводимость γ растет экспоненциально, поэтому частота релаксации и максимума миграционных потерь повышается с ростом температуры.

Изображение слайда
21

Слайд 21: Ионизационные диэлектрические потери

в пористых диэлектриках при повышении напряжения сверх порога ионизации U ион Ионизационные диэлектрические потери Е Ионизационные потери: Р ион =А f ( U  U ион ) 3, А – постоянная зависящая от свойств газа в порах; f – частота приложенного электрического поля; U – приложенное напряжение.

Изображение слайда
22

Слайд 22

чем меньше приращение tg  из-за ионизационных потерь ( tg  ион ) и чем при более высоких напряжениях U ион начинается рост tg , тем выше качество изоляции высокого напряжения кривая ионизации диэлектрика U U ион tg  ион tg  0

Изображение слайда
23

Слайд 23: Резонансные диэлектрические потери

Наблюдаются во всех диэлектриках. Происходят при дисперсии резонансного характера, когда частота электрического поля приближается к частотам собственных колебаний электронов или ионов.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Резонансные потери электронной поляризации имеют максимумы в оптическом диапазоне: инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра ( на частотах 10 14 –10 17 Гц ). С ними связано поглощение света веществом. Потери сопровождаются частотной зависимостью показателя преломления и максимальны в области т.н. «аномальной» дисперсии, где  снижается с ростом .

Изображение слайда
25

Слайд 25

Максимумы резонансных потерь ионной поляризации наблюдаются в инфракрасном диапазоне на частотах 10 13 –10 14 Гц. В веществах с высокой ε, а также в стеклах и ситаллах, где есть слабо связанные ионы, частоты ионного резонанса могут быть ниже (  10 12 Гц ). В этом случае начало резонансного максимума потерь захватывает диапазон СВЧ ( 10 9 –10 10 Гц ).

Изображение слайда
26

Последний слайд презентации: Диэлектрическими потерями называется энергия, рассеиваемая в диэлектрике при: Полный диэлектрический спектр

р = р скв + р д + р ион + р рез + р миг e миг e ион e эл e д  e   миг  рд  01  02 e  e с 1 n 2 tg δ

Изображение слайда