Потери энергии в диэлектриках.

 

Потери энергии характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь, который определяет активные потери энергии, рассеиваемые в диэлектрике, при его работе в переменном электрическом поле.

Потери энергии возникают за счет наличия активного тока Iа ( это ток сквозной проводимости и активной составляющей тока абсорбции).

Реактивный ток Iр (это ток смещения и реактивная составляющая тока абсорбции)потерь энергии не вызывает.

I

Iобщ Тангенс угла d определяет потери энергии в диэлектрике

Iр

 

d d=

 

Iа U

Для высокочастотных диэлектриков d должен быть ≤ 10^-3 . Большие потери вызывают нагрев диэлектрика и приводят к его разрушению.

 

3.2.4 Электрическая прочность диэлектрика (Епр.)

 

Электрическая прочность – это отношение напряжения пробоя (Uп) к толщине диэлектрика h.

 

 

Повышение напряженности электрического поля, приложенного к диэлектрику, вызывает увеличение его электропроводности. При определенном значении напряжения ток в диэлектрике резко возрастает, образуется канал высокой проводимости и происходит пробой диэлектрика.

По механизму протекания электрический пробой может быть трех видов:

1. Электротепловой пробой. При повышении температуры снижается электрическое сопротивление диэлектрика, что увеличивает ток сквозной проводимости. Происходит дальнейший рост температуры, в результате, изменяются свойства диэлектрика (оплавляется, растрескивается), и происходит пробой при более низком напряжении.

2. Электрический пробой, при котором канал высокой проводимости образуется за счет появления свободных зарядов только под воздействием приложенного напряжения.

3. Электрохимический пробой. Под воздействием электрического поля и тепла в диэлектрике происходят электрохимические процессы (окисление, электролиз). Образуются продукты разложения материала с низкой электрической прочностью. Наступает пробой диэлектрика при относительно низких напряжениях. Вероятность электрохимического пробоя возрастает при повышении температуры и влажности окружающей среды.

 

Контрольные вопросы:

1. Перечислите физико-химические свойства диэлектриков.

2. Поясните процессы поляризации в полярных и неполярных диэлектриках.

3. Что такое диэлектрическая проницаемость и от чего она зависит?

4. За счет чего возникает электропроводность в диэлектриках?

5. Какие токи в диэлектрике вызывают его нагрев?

6. Какие факторы влияют на электрическую прочность диэлектрика?