Электрическая проницаемость и угол диэлектрических потерь

Электрическая проницаемость

Электрическая проницаемость является величиной, характеризующей емкость диэлектрика, помещенного между обкладками конденсатора. Как известно, емкость плоского конденсатора зависит от величины площади обкладок (чем больше площадь обкладок, тем больше емкость), расстояния между обкладками или толщины диэлектрика (чем толще диэлектрик, тем меньше емкость), а также от материала диэлектрика, характеристикой которого служит электрическая проницаемость.

Численно электрическая проницаемость равна отношению емкости конденсатора с каким-либо диэлектриком такого же воздушного конденсатора. Для создания компактных конденсаторов необходимо применять диэлектрики с высокой электрической проницаемостью. Электрическая проницаемость большинства диэлектриков составляет несколько единиц.

В технике получены диэлектрики с высокой и со сверхвысокой электрической проницаемостью. Основная их часть – рутил (двуокись титана).

Электрическая проницаемость среды

Рисунок 1. Электрическая проницаемость среды

Угол диэлектрических потерь

В статье "Диэлектрики" мы разбирали примеры включения диэлектрика в цепи постоянного и переменного тока. Оказалось, что реальном диэлектрике при работе его в электрическом поле, образованным переменным напряжением, происходит выделение тепловой энергии. Мощность, поглощаемая при этом, называется диэлектрическими потерями. В статье "Цепь переменного тока, содержащая емкость" будет доказано, что в идеальном диэлектрике емкостной ток опережает напряжение на угол, меньший 90°. В реальном диэлектрике емкостной ток опережает напряжение на угол, меньший 90°. На уменьшение угла оказывает влияние ток утечки, называемый иначе током проводимости.

Разность между 90° и углом сдвига между напряжением и током, проходящим в цепи с реальным диэлектриком, называется углом диэлектрических потерь или углом потерь и обозначается δ (дельта). Чаще определяют не сам угол, а тангенс этого угла – tg δ.

Установлено, что диэлектрические потери пропорциональны квадрату напряжения, частоте переменного тока, емкости конденсатора и тангенсу угла диэлектрических потерь.

Следовательно, чем больше тангенс угла диэлектрических потерь, tg δ, тем больше потери энергии в диэлектрике, тем хуже материал диэлектрика. Материалы с относительно большим tg δ (порядка 0,08 – 0,1 и более) являются плохими изоляторами. Материалы с относительно малым tg δ (порядка 0,0001) являются хорошими изоляторами.

Источник: Кузнецов М. И., "Основы электротехники" - 9-е издание, исправленное - Москва: Высшая школа, 1964 - 560 с.

06 июня 2014 | Машины постоянного тока

Электромагнитные нагрузки Ниже в данной статье предполагается, что все рассматриваемые величины относятся к номинальному режиму, и для краткости это не указывается дополнительными индексами. Важнейшими электромагнитными нагрузками электрической машины, определяющими степень использования материалов...

06 сентября 2014 | Машины постоянного тока

Значение электродвижущей силы самоиндукции При проектировании машин для принятия мер, обеспечивающих нормальные условия коммутации, возникает необходимость определения реактивной электродвижущей силы. Произведем сначала расчет электродвижущей силы самоиндукции. Эта электродвижущая сила индуктируется потоками рассеяния...

17 июля 2013 | Электротехника

Соединение в треугольник трехфазного генератора или вторичной обмотки трансформатора. Соединим конец x обмотки ax с началом b обмотки by, конец y обмотки by с началом c обмотки cz, конец z обмотки...

02 марта 2014 | Машины постоянного тока

Статья является завершением трех предыдущих статей по вычислению намагничивающей силы (НС) в воздушном зазоре, зубцовой зоне, ярме, якоре и полюсе. Описано как получается результирующая НС.Сложив вычисленные намагничивающие силы участков магнитной...

17 июля 2013 | Электротехника

Следует отличать соединение в разомкнутый треугольник (рисунок 1, а) от соединения в открытый треугольник (рисунок 1, б), называемого иногда V-образным. Рассмотрим на нескольких типичных примерах области их применения. Рисунок 1. Различие...

Информационный сайт "Электромеханика", © 2011-2019. Копирование материалов запрещено.