Conductivitatea electrică a dielectricilor
Curenții prin conductivitatea electrică, datorită prezenței unei cantități mici în dielectricilor și injectarea de sarcini libere de la electrozii lor.
Conductivitatea dielectric la o tensiune constantă determinată prin metoda prin curent care este însoțită de eliberarea și neutralizarea taxelor pe electrozi. La determinarea conductivității constantei dielectrice trebuie să reziste la tensiune unui câmp electric la o încetare completă a fluxului curenților de deplasare. Atunci când o tensiune alternativă este determinată de conductanței nu numai prin intermediul curentului, ci și componentele active ale curenților de deplasare.
Conductivitatea electrică a dielectricilor în majoritatea cazurilor, ionice, mai puțin electroni.
In dielectrici solide distinge volumul și suprafața de conductivitate. Pentru evaluarea lor comparativă a diferitelor materiale sunt utilizate r un volum specific și rs specifice de rezistență de suprafață.
Volumul rezistivitate r este numeric egală cu cubul de rezistență de 1 m, izolat mental de material în cazul în care curentul trece prin cele două fețe opuse ale unui cub și are dimensiunea [ohm × m]; 1 ohm × m = 100 ohmi × cm.
În cazul unui eșantion plană de material într-un câmp uniform r se calculează cu formula:
R - volumul rezistivitate, în ohmi;
S - suprafața electrodului, m 2;
h - grosimea eșantionului, m.
rs rezistivitate de suprafață este numeric egală cu rezistența unui pătrat (toate dimensiunile), izolate mental pe suprafața materialului, atunci când curentul trece prin cele două laturi opuse ale pătratului.
RS dimensiune [ohm]. Rezistivitatea de suprafață se determină prin formula:
R - rezistența la suprafață a eșantionului stabilit de materialul între paralel lățime electrod d, distanțate la o distanță r.
puteți determina conductivitatea vrac specifice cu privire la volumul rezistivitatea:
și în consecință, conductivitatea suprafeței specifice:
Conductivitatea dielectricilor depinde de starea lor de agregare, dar, de asemenea, la umiditatea și temperatura mediului ambiant.
Rezistență dielectric (rezistență de izolație) # 119877, din,
încheiat între cele două plăci, la care
voltaj # 119880;, calculat cu formula:
# 119877; de # = 119880; # 119868; ut - # 931; # 65024; # 119868, etaj (3.18)
# 931; # 65024; # 119868; jumătate = # 119868; abs - suma curenților cauzate de mecanism lent
Complet conductivitate dielectric solid este suma în vrac și de suprafață conductivitățile:
Valoarea descrie timpul în care HA
tensiune în plăcile condensatorului, deconectate de la sursa de alimentare este redusă datorită descărcării # 119890; din nou,
Se numește constantă de timp # 120591; 0:
# 120591; 0 = # 119877, din # 119862; = 8,85 # 12539; 10-12 # 120588; # 120576;.
În practică de inginerie, pentru cele mai multe specificații disipa energia într-un câmp electric folosind unghi de pierderi dielectrice. La fel ca tangenta acestui unghi.
Pierderile dielectrice numit de energie electrică consumată pe încălzirea izolatorul, într-un câmp electric.
Să considerăm un circuit echivalent al condensatorului cu un dielectric cu pierderi. Acesta a fost construit prin înlocuirea pierderilor de condensatoare pe un condensator ideal de paralel sau în serie cu rezistența inclus activă (fig. 3.5).
Fig. 3.5. Paralel (a) și secvențial (b) circuitul echivalent al dielectric pierderi vectoriale și diagrame pentru lor
Ambele sisteme sunt echivalente între ele, în cazul în care egalitatea dintre impedanțele Z1 = Z2 = Z este egal, respectiv a componentelor active și reactive. Această condiție este îndeplinită în cazul în care trecerea curent unghiuri în raport cu tensiunea egală cu puterea activă și valorile sunt aceleași.
Pentru circuite paralele:
Ia - o componentă activă a curentului;
Ic - componenta reactivă a curentului.
Apoi, din diagrama vectorială pentru circuitul paralel:
Puterea disipată în dielectric, pentru schema este:
Pentru circuitul de serie:
unde Ua - componenta activă a tensiunii; Uc - componenta reactivă de tensiune.
Apoi, din diagrama vectorială pentru circuitul de serie:
Puterea disipată în dielectric, pentru schema este:
unde - componenta reactivă a rezistența circuitului.
Din expresiile de paralele și schemele de serie pot fi găsite relațiile dintre Cp și Cs. și între R și r:
Astfel, dielectric unghiului de pierderi d este unghiul complementar la 90 ° unghi de fază j între curent și tensiune în circuitul capacitiv.
În cazul unui curent ideală vector izolator în circuitul înaintea vectorului tensiune la un unghi de 90 °, în care unghiul d este zero. Cu cât mai mare puterea disipată în dielectric, cea mai mică fază unghiul j și cu atât mai mare dielectric unghiului de pierderi d și TGD funcția sa.
Valoarea pentru dielectrici benigne pot fi neglijate tg 2 d în comparație cu unitatea și presupunem Cp »Cs = C. Apoi, expresia de putere, ca în paralel sau în circuite secvențiale sunt aceleași:
După cum se poate observa, dielectric pierderea tangenta intră direct în formula pentru puterea disipată în dielectric, astfel încât, practic, cel mai adesea utilizați această caracteristică.
Pierderile dielectrice în natura lor fizică, pot fi împărțite în patru tipuri principale: pierderi în conductivitatea electrică, pierderi de relaxare, pierderile de ionizare, pierderi de rezonanță.
tensiune minimă U, etc, ceea ce duce la formarea de canale conductoare în dielectric se numește tensiune defalcare.
Rigiditatea dielectrica. și anume capacitatea de a menține o rezistivitate dielectrică ridicată, caracterizat prin intensitatea câmpului electric la defalcare izolație într-un câmp electric uniform
U pr - tensiunea de străpungere, V;
d - grosimea dielectric, m.
Rigiditatea dielectrică nu este un parametru fundamental al materialului.
Există următoarele mecanisme de străpungere dielectrică:
În modul aproape de defalcare electrică, dependența de specificul
conductie intensitatea câmpului este descrisă de formula empirică Bullet
și, în unele cazuri, Frenkel formula
# 947; 0 - conductivitate în Independența # 947; prin E,
# 946; 1, # 946; 2 - coeficienți de material ce caracterizează.
volumului electric (C) de oricare din condensator se numește o cantitate fizică care este numeric egal cu raportul dintre sarcina (G), una dintre plăcile condensatorului la diferența de potențial (U) între electrozi
Capacitatea electrică condensator plat SI este exprimat prin formula:
În care: - S - zona uneia dintre plăcile condensatorului;
- d -. distanța dintre plăcile
Când conexiunea în paralel a condensatoarelor compus din capacitate electrică
Atunci când seria condensatoarele capacitatea lor electrică este calculată conform formulei
Energia (W) a condensatorului încărcat este exprimată prin IS
Dacă electrozii între care un izolator sau o grosime h, o tensiune de U, atunci dielectric, un câmp electric cu o intensitate E egal U / h (V / m)
Distribuția intensității câmpului electric în dielectric cu două straturi este descrisă de expresia:
în cazul în care: - # 949; 1 # 949; 2 - straturi de material dielectric; constante
- # 917; 1, # 917; 2 -. Intensitatea câmpului electric în aceste dielectrici.