Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Диэлектрические потери в жидкостях




В неполярных жидких диэлектриках потери обусловлено только электропроводностью, если жидкость не содержит примесей с дипольными моментами (нефтяное конденсаторное масло).

Полярные жидкости в зависимости от условий (t, u) могут обладать заметными потерями, связанные с дипольно-релаксационной поляризацией. В технике применяются жидкие диэлектрики, которые представляют собой смесь полярных и неполярных веществ (н-р, масляно-канифольный кампалуиды).

Диэлектрические потери в полярных диэлектриках при переменном напряжении значительно превосходят потери, обусловленные электропроводностью.

Такие потери называют дипольно-релаксационными потерями.

Диэлектрические потери в твердых веществах

Твердые вещества делят:

1) Диэлектрики молекулярной структуры

2) Диэлектрики ионной структуры

3) Сегнетоэлектрики

4) Диэлектрики неоднородной структуры.

1. Диэлектрические потери зависят от вида молекул. Диэлектрики с неполярными молекулами, не имеющих примесей, обладают малыми диэлектрическими потерями, которые зависят от температуры (бумага, картон, ортстекло)

2. Диэлектрические потери связаны с особенностями упаковки ионов в решетке. В веществах с плотной упаковкой ионов при отсутствии примесей диэлектрические потери малы (оксид алюминия, каменная соль). К диэлектрикам с неплотной упаковкой ионов относятся кристаллические вещества, обладающие большими диэлектрическими потерями (муллит, входящий в состав фарфора; кордизерит (компоненты керамики), b, g - глинозем, циркон и др.)

Рассмотрим механизм диэлектрических потерь в стеклах: в этом случае следует различать:

А) потери, малозависящие от температуры и возрастающие прямопропорционально частоте, tg d не зависит от скорости (u).

Б) потери, возрастающие с временем, мало зависят от частоты, tg d убывает с возрастанием частоты.

Потери из случая (А) обуславливаются релаксационной поляризацией и сильно выражены в технических стеклах.

Потери (Б) вызываются передвижением слабосвязанных ионов и рассматривается как потери, обусловленные электропроводностью.

3. Диэлектрические потери в сегнетоэлектриках выше, чем у обычных диэлектриков. Диэлектрические потери у сегнетоэлектриков мало изменяются с изменением температуры в области самопроизвольной поляризации и резко падают при температуре выше точки Кюри.

4. К диэлектрикам с неоднородной структурой можно отнести керамику. Диэлектрические потери в керамике обуславливается видом кристаллической и стекловидной фазой и количественным соотношением между ними. Потери повышены, если в процессе производства образуются включения с электронной электропроводимостью.

Пробой диэлектриков

Диэлектрик, находясь в электрическом поле теряет свойства электроизоляционного материала, если напряженность поля (E) превысит некоторое критическое значение. Это явление – пробой диэлектрика или нарушение его эл. прочности. Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика называется пробивным напряжением, а значение напряженности соответствующего поля – эл. прочность диэлектрика. Измеряется в кВ. Эл. прочность определяется пробивочным напряжением, отнесенным к толщине диэлектрика в месте пробоя Н.

Пробой в газах

Внешней изоляцией во многих видах электрохимических конструкций (трансформаторах, конденсаторах) служит воздух.

Эл. прочность в газах в нормальных условиях не велика. Небольшое число, содержащихся в газе ионов и электронов находится в беспорядочном тепловом движении. Под действием поля они получают некоторую добавочную скорость и начинают перемещаться в направлении поля или противоположном, в зависимости от знака заряда. При этом заряженная частица газа приобретает дополнительную энергию: , q – заряд, Ul - напряжение на длине свободного падения l.

Если поле достаточно однородно, то (1)

Добавочная энергия заряженных частиц сообщается молекулам, с которыми они сталкиваются. Если эта энергия достаточно велика, то происходит расщепление на электроны и положительные ион. Условие, определяющее ионизацию: (2), W – включает в себя энергию теплового движения. ИЗ (1) и (2): - ионизационный потенциал. При заданных значениях давления газа и температуры ударная ионизация начинается при определенной направленности поля, т.к. q и l - постоянные для каждого газа. Эта напряженность Eи называется напряженностью.

В некоторых газах (кислород, углекислый газ, пары воды) определившийся электрон при встрече с нейтральной молекулой присоединяется к ней, превращая ее в отрицательный ион. Это присоединение приводит к тому, что энергия молекул, которую захватывают ионы меньше энергии центральной молекулы, меньше не некоторую величину – энергию сродства электронов. Скорость электрона, прошедшего путь в разность потенциалов без столкновений определяется выражением:

Чем больше напряжение (U), приложенное к газовому промежутку, тем быстрее может возникнуть пробой. Если длительность воздействия напряжения очень мала, то пробивное напряжение повышается. Это повышение характеризуется повышением импульса: пробивное напряжение при постоянном или переменном напряжении с частотой в 50 Гц. Uпр – напряжение, при задании импульса.

Явление пробоя в газе зависит от степени однородности эл. поля, в котором осуществляется пробой. Рассмотрим пробой в однородном поле (поле, между плоскими электродам с закругленными краями).В таком поле пробой наступает практически мгновенно. Между электродами возникает искра, которое превращается в дугу. Для расчета пробойного напряжения воздуха применяется формула: , Uпр – пробойное напряжение при данной температуре и напряжении, Uпр0 – пробивное напряжение при нормальных условиях, - относительная плотность воздуха, t – температура в 0С, Р – давление в мм.рт.ст. при нормальных условиях d=1.

При понижении давления в начале наблюдается падение эл. прочности.

Когда Р доходит до некоторого предела ниже атмосферного давления разряжение достигает высокой степени.

Электропрочность начинает возрастать. Это возрастание объясняется уменьшением числа молекул газа в единице объема, при сильном разряжении и снижение вероятности столкновения электронов с молекулами.

В неоднородном поле (между двумя остриями, между острием и плоскостью) особенностью пробоя в газе является возникновение частичного разряда в виде короны в местах, где напряженность Е достигает критического значения.

При высоких частотах напряжение соответствующее появлению короны почти совпадает с пробивным напряжением, которое мало изменяется с увеличением расстояния между электродами. Этого не наблюдается при повышении частоты, где зависимость почти линейная.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 657 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студенческая общага - это место, где меня научили готовить 20 блюд из макарон и 40 из доширака. А майонез - это вообще десерт. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2316 - | 2272 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.