|
Читайте также: |
Диэлектрические потери в твердых диэлектрикахзависят от структуры диэлектриков.
Твердые диэлектрики обладают разнообразным составом и строением; поэтому в них возможны все виды диэлектрических потерь. Твердые диэлектрики можно подразделить на четыре группы:
- диэлектрики молекулярной структуры;
- диэлектрики ионной структуры;
- сегнетоэлектрики;
- диэлектрики неоднородной структуры.
В диэлектриках молекулярной структуры потери зависят от вида молекул. В случае неполярных молекул, в веществах, не имеющих примесей, диэлектрические потери малы, так как обусловлены только потерями на электропроводность. К таким диэлектрикам относится сера, парафин; неполярные полимеры – полиэтилен, политетрафторэтилен, полистирол и другие. Указанные вещества, в связи с их весьма малыми потерями, находят применение в качестве высокочастотных диэлектриков. Диэлектрики молекулярной структуры с полярными молекулами представляют собой, главным образом, органические вещества, широко используемые в технике. К ним принадлежат материалы на основе целлюлозы (бумага, картон и др.), полярные полимеры: полиметилметакрилат (органическое стекло), полиамиды и полиуретаны; каучуковые материалы (эбонит), фенолоформальдегидные смолы (бакелит и др.), эфиры целлюлозы (ацетилцеллюлоза и др.) – и ряд других материалов. Все они из-за присущей им дипольно-релаксационной поляризации обладают большими потерями. Потери в этих диэлектриках существенно зависят от температуры и частоты внешнего электрического поля (рис. 24 а, 24 б)
ДП в диэлектриках ионной структуры связаны с особенностями упаковки ионов в решетке. В веществах кристаллической структуры с плотной упаковкой ионов при отсутствии примесей, искажающих решетку, диэлектрические потери обусловлены только электропроводностью и весьма малы. При повышении температуры потери от сквозной электропроводности увеличиваются. К веществам этого типа относятся многочисленные кристаллические неорганические соединения, имеющие большое значение в современном производстве электротехнической керамике, например, корунд (Al2O3), входящий в состав ультрафарфора.
В веществах с неплотной упаковкой ионов наблюдается релаксационная поляризация, вызывающая повышенные диэлектрические потери, возрастающие с повышением температуры.
Диэлектрические потери в аморфных веществах ионной
структуры – неорганических стеклах – связаны с явлением поляризации и наличием электропроводности, которая проявляется обычно при температурах 50–100°С.
Диэлектрические потери в сегнетоэлектриках выше, чем у обычных диэлектриков. Особенностью сегнетоэлектриков является наличие в них самопроизвольной (спонтанной) поляризации, проявляющейся в определенном температурном интервале, вплоть до точки Кюри. Диэлектрические потери в сегнетоэлектриках мало изменяются при повышении температуры в области самопроизвольной поляризации и резко уменьшаются при температуре выше точки Кюри, когда сегнетоэлектрические свойства теряются и самопроизвольная поляризация исчезает (разрушается доменная структура).
Диэлектрические потери в твердых веществах неоднородной структуры. К таким диэлектрикам принадлежат материалы,в состав которых входит не менее двух компонентов с разнымиэлектрическими свойствами. К числу неоднородных материалов следует отнести керамику, представляющую собой сложную многофазную систему, а также слюду, обладающую слоистой структурой. К диэлектрикам неоднородной структуры относится также и пропитанная бумага, которая кроме волокон целлюлозы, содержит также пропитывающее вещество и оставшиеся не заполненными при пропитке воздушные включения.
Контрольные вопросы
1. Что происходит с диэлектриком в электрическом поле?
2. Дать понятие поляризации диэлектрика.
3. Механизмы поляризации диэлектриков.
4. Почему диэлектрик в схемах замещения обозначается конденсатором?
5. Что является количественной оценкой поляризации?
6. Виды поляризации диэлектриков.
7. Дать понятие о сквозном, абсорбционном токах и токе утечки через диэлектрик.
8. О чем говорит увеличение или уменьшение сквозного тока в диэлектрике?
9. Дать понятие электрической очистки диэлектрика.
10. Пояснить вольтамперную характеристику газообразных диэлектриков.
11. Дать понятие молионной электропроводности.
12. Дать понятие идеального диэлектрика и привести его схему замещения.
13. Дать понятие угла диэлектрических потерь.
14. Что влияет на величину диэлектрических потерь?
15. Виды диэлектрических потерь.
16. В каких диэлектриках присутствуют потери на ионизацию?
17. В каких диэлектриках присутствуют потери на электропроводность?
Список литературы
1. Тимофеев, И.А. Электротехнические материалы и изделия. [Электронный ресурс]: /И.А. Тимофеев. - Санкт-Петербур: издательство Лань: 2012. – 272 с. – Режим доступа: http://www.lanbook..com/books/element/php?pl1-cid=678l1_id=829/
3. Долгопол, Т.Л. Электротехническое материаловедение: Диэлектрики. [Электронный ресурс]: учебное пособие для подготовки бакалавров. /Т.Л. Долгопол. – Кемерово: 2012. – 76 с. Режим доступа: http://library/kuzstu/ru/meto/php?n=90834&type=utchposob:common.
СОСТАВИТЕЛЬ:
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 138 | Нарушение авторских прав