Qu'est-ce que la perte diélectrique?
Méthode de calcul
Les pertes diélectriques nécessitent une mesure à l'aide d'un système de calcul assez compliqué. Ce système comprend plusieurs étapes. Tout d'abord, il est nécessaire de calculer la puissance qu'un diélectrique possède et ce qui s'y dissipe à une tension alternative. Il est déterminé par la formule:
Pa = U * Ia
La figure ci-dessous montre les diagrammes de la connexion en série (a) et parallèle (b) du condensateur et de la résistance active, ainsi que des diagrammes vectoriels des courants qu'ils contiennent.
Ainsi, il est possible de déterminer le courant actif dont la formule de calcul sera la suivante:
La deuxième valeur est la tangente de l'angle du vecteur de la valeur totale du courant à sa capacité. Cet angle est également appelé angle de perte diélectrique. Ic est la capacité diélectrique.
En tirant des conclusions à partir des données obtenues, une formule plus détaillée de calcul de la puissance est obtenue:
Dans ce cas, le courant est calculé par la formule: fréquence angulaire * capacité du condensateur. Sur la base des formules fournies, vous pouvez calculer la puissance comme suit:
Sur la base de cette formule, on peut voir sur quels facteurs dépendent la qualité et la fiabilité d'un tel dispositif en tant que diélectrique. Si vous regardez le graphique, vous pouvez voir que les propriétés augmentent avec un angle décroissant.
Types de pertes
Dans les gaz
Dans les substances gazeuses, la conductivité électrique est faible et, par conséquent, les pertes diélectriques seront également insignifiantes. Avec la polarisation des molécules de gaz, rien ne se passe. Dans ce cas, la courbe dite d'ionisation est utilisée.
Cette subordination indique qu'avec l'augmentation de la tension, l'angle augmentera également. Et cela signifie qu'il y a une inclusion de gaz dans l'isolation. Dans le cas d'une ionisation importante, la perte de gaz sera importante et, par conséquent, le chauffage et la destruction de l'isolation.
Par conséquent, lors de la fabrication de l'isolation, il est très important de prendre en compte le fait qu'il ne doit pas y avoir d'inclusions de gaz. Pour cela, un traitement spécial est utilisé. Son essence est la suivante: l'isolant est séché sous vide. Ensuite, les pores sont remplis d'un composé sous pression, puis une effraction se produit.
À la suite de l'ionisation, des oxydes d'azote et d'ozone apparaissent, qui détruisent l'isolation.À des moments où l'effet d'ionisation se produit sur une parcelle de champs inégaux, cela pendant la transmission conduit à une diminution de l'efficacité.
Dans les solides
Un diélectrique solide a certaines caractéristiques, telles que la composition, la structure et la polarisation, qui entraînent des pertes diélectriques. Par exemple, ils sont absents dans le soufre, la paraffine ou le polystyrène; par conséquent, ces substances sont largement utilisées comme diélectrique haute fréquence.
Le quartz, le sel et le mica ont une conductivité traversante, ils sont donc caractérisés par une quantité insignifiante de ces pertes.
Les pertes diélectriques ne dépendent pas de la fréquence (a), diminueront avec la fréquence du champ selon la loi hyperbolique. Mais avec la température, ils dépendent directement de la loi exponentielle (b).
Un diélectrique cristallin tel que la céramique ou le marbre a un indicateur caractéristique de cette valeur. Cela est dû au fait qu'ils contiennent des impuretés semi-conductrices. Un tel matériau a une propriété particulière: les pertes diélectriques sont directement liées à l'environnement et à ses conditions. Par conséquent, en fonction du changement des facteurs qui entourent le diélectrique, la valeur d'un matériau peut varier.
Dans les liquides
Dans ce cas, les pertes sont directement liées à la composition du matériau. S'il n'y a pas d'impuretés dans les liquides, elle sera neutre et la perte tendra vers zéro, car la conductivité électrique est faible.
Des liquides à polarité ou à présence d'impuretés sont utilisés à certaines fins techniques, car leur perte diélectrique sera beaucoup plus élevée. Cela est dû au fait que ces liquides ont leurs propres propriétés spéciales, par exemple la viscosité. Et comme ils sont déterminés par la polarisation dipolaire, ces liquides sont appelés polarisations dipolaires. Avec l'augmentation de la viscosité, les pertes diélectriques augmentent.
De plus, les liquides ont une certaine dépendance des pertes de température. Lorsque le régime de température augmente, la tangente de l'angle augmente également jusqu'à une valeur maximale. Ensuite, il tombe à la valeur minimale et augmente à nouveau. En effet, la conductivité change sous l'influence de la température.
Présentation de l'instrumentation
Il existe des instruments spéciaux pour mesurer les pertes. Ceux-ci incluent le dispositif IPI-10, un dispositif Tettex et les diélectriques des substances solides et liquides sont étudiés avec lui. Une installation automatisée appelée "Tangent - 3M" est utilisée pour déterminer la tangente de l'angle dans les diélectriques liquides (photo ci-dessous). Utilisez également le compteur "Ш2 - 12ТМ".
Enfin, nous vous recommandons de regarder une vidéo utile sur le sujet:
Vous savez maintenant ce qui constitue des pertes diélectriques dans les diélectriques, comment elles sont calculées et mesurées. Nous espérons que les informations fournies vous ont été utiles!
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