Виды диэлектрических потерь
Билет
Электрическая прочность — характеристика диэлектрика, минимальная напряжённость электрического поля, при которой наступает электрический пробой. Все газы, а также все твёрдые и жидкие диэлектрики обладают конечной электрической прочностью.
Зависимость электрической прочности газов от давления. Зависимость электрической прочности газа от давления объясняется изменением концентрации молекул в единице объема, приводящему к изменению длины свободного пробега электрона λ. В области атмосферных давления зависимость Eпр(р) является практически линейной и теряет линейность в областях, близких к вакууму.
Объемная электропроводность твёрдых диэлектриков обуславливается передвижением как ионов самого диэлектрика, так и ионов примесей. У гигроскопичных материалов объёмная проводимость зависит от влажности. Наличие в них влаги, даже в ничтожных количествах, резко увеличивает проводимость (уменьшает сопротивление). Поверхностная электропроводность определяется способностью поверхности диэлектрика адсорбировать загрязняющие компоненты. Особенно сильно на электропроводность влияет влага. Иногда достаточно тончайшего слоя влаги на поверхности, чтобы существенно уменьшить удельное поверхностное сопротивление ρs.
Билет
Диэлектрическими потерями называют электрическую мощность, затрачиваемую на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле
Виды: 1. потери на электропроводность;
2. релаксационные потери;
3. ионизационные потери;
4. резонансные потери.
ПРОБОЙ ГАЗА - нестационарный процесс интенсивной ионизации газа под действием внешнего. постоянного. или переменного. электрического. поля при достижении им некоторой критической. (пороговой) величины.
Предположим, что ионизированный газ находится между двумя плоскими параллельными электродами, к которым приложено электрическое напряжение. Ионы под влиянием напряжения перемещаются, и в цепи возникает ток. Часть ионов нейтрализуется на электродах, часть исчезает за счет рекомбинации. Образуется один или несколько узких проводящих заполненных плазмой каналов, исходящих от одного из электродов. Такие каналы называются стримерами
Билет
основные виды поляризации: Электронная поляризация представляет собой процесс упругого смещения электронов (электронных орбит) относительно ядра во всех атомах диэлектрика. Процесс электронной поляризации является процессом мгновенным
ионной поляризации представляет собой упругое смещение под действием электрического поля ионов относительно центров их равновесия. Поляризация ионного смещения происходит за время, сравнимое со временем собственных колебаний ионов
Дипольная (дипольно-релаксационная) поляризация протекает в полярных диэлектриках под действием электрического поля. Этот вид поляризации представляет собой ориентацию - поворот полярных молекул в направлении действующего электрического поля.
Самопроизвольная (спонтанная поляризация) представляет собой процесс самопроизвольной ориентации диполей, наблюдаемой внутри отдельных областей (доменов) диэлектрика в отсутствие электрического поля. Самопроизвольная поляризация имеет место у материалов, называемых сегнетоэлектриками.
Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков
Жидкие диэлектрики могут состоять из неполярных или полярных молекул. Значение е неполярных жидкостей определяется электронной поляризацией, поэтому оно невелико, близко к значению квадрата преломления света и обычно не превышает 2,5.
Билет
основные виды поляризации: Электронная поляризация представляет собой процесс упругого смещения электронов (электронных орбит) относительно ядра во всех атомах диэлектрика. Процесс электронной поляризации является процессом мгновенным
ионной поляризации представляет собой упругое смещение под действием электрического поля ионов относительно центров их равновесия. Поляризация ионного смещения происходит за время, сравнимое со временем собственных колебаний ионов
Дипольная (дипольно-релаксационная) поляризация протекает в полярных диэлектриках под действием электрического поля. Этот вид поляризации представляет собой ориентацию - поворот полярных молекул в направлении действующего электрического поля.
Самопроизвольная (спонтанная поляризация) представляет собой процесс самопроизвольной ориентации диполей, наблюдаемой внутри отдельных областей (доменов) диэлектрика в отсутствие электрического поля. Самопроизвольная поляризация имеет место у материалов, называемыхсегнетоэлектриками.
Электрической проводимостью называется способность материала пропускать через себя электрический ток. Электрическая проводимость или, иначе, электропроводность является обратной величиной по отношению к сопротивлению.
Одновременно с процессом ионизации, при котором происходит образование положительных и отрицательных ионов или электронов, часть положительных ионов, соединяясь с отрицательными частицами, образует нейтральные молекулы. Этот процесс называют рекомбинацией.
Предположим, что ионизированный газ находится между двумя плоскими параллельными электродами, к которым приложено электрическое напряжение. Ионы под влиянием напряжения перемещаются, и в цепи возникает ток. Часть ионов нейтрализуется на электродах, часть исчезает за счет рекомбинации. Образуется один или несколько узких проводящих заполненных плазмой каналов, исходящих от одного из электродов. Такие каналы называются стримерами
Билет 5
Виды диэлектрических потерь
1) Потери на электропроводность. Обнаруживаются в диэлектриках, имеющих заметную электропроводность, объемную или поверхностную.
2) Релаксационные потери. Обусловлены активными составляющими поляризационных токов. Характерны для диэлектриков, обладающих замедленными видами поляризации, и проявляются в области достаточно больших частот, когда сказывается отставание поляризации от изменения поля
3) Ионизационные потери. Свойственны диэлектрикам в газообразном состоянии.
4) Резонансные потери. Наблюдаются в некоторых газах при строго определенной частоте и выражаются в интенсивном поглощении энергии электромагнитного поля. Резонансные потери возможны и в твердых телах, если частота вынужденных колебаний, вызываемая электрическим полем, совпадает с частотой собственных колебаний частиц твердого вещества.
К основным механическим свойствам диэлектрика относятся упругость, прочность и вязкость.
Билет
Электропроводность газа, обусловлена ударной ионизацией, носит название самостоятельной.
Одновременно с процессом ионизации, при котором происходит образование положительных и отрицательных ионов или электронов, часть положительных ионов, соединяясь с отрицательными частицами, образует нейтральные молекулы. Этот процесс называют рекомбинацией
Пробой-Разрушение материала диэлектрика под воздействием электрического напряжения, ведущее к потере изолирующих свойств.
Три вида
1. электрический;
2. тепловой;
3. электрохимический.
Билет
В твердых диэлектриках электропроводность складывается из ионной и электронной электропроводностей, причем электронная электропроводность, как правило, наблюдается в сильных электрических полях.
Физический смысл удельного сопротивления: сопротивление однородного куба равно 1 Ом, если ток подведён к противоположным граням и удельное сопротивление его материала равно 1 Ом•м
Уд об сопр Ом*м уд пов сопр Ом
Механизм пробоя газа
Небольшое количество содержащихся в газе положительных и отрицательных ионов и
электронов находящихся, как и нейтральные молекулы газа, в беспорядочном тепловом
движении, при воздействии поля получают некоторую добавочную скорость и начинают в
зависимости от знака заряда перемещаться в направлении поля или против. При этом
заряженная частица приобретает дополнительную энергию.
Электрическая прочность воздуха и газов зависит от давления.
При увеличении давления расстояние. между молекулами. и длина свобод. пробега уменьшается, эл. прочность возрастает. При уменьш. давления – эл. прочность сначала уменьш., а затем, достигнув критич. точки начинает увеличиваться, что объясняется уменьшением числа молекул в объеме газа до такого значения, при котором вероятность столкновений с электронами уменьшается
Билет
Электропроводность диэлектриков зависит от их агрегатного состояния, а также от влажности и температуры окружающей среды. Удельная проводимость любой жидкости в значительной степени зависит от температуры
Тепловой пробой связан с разогревом диэлектрика вследствие выделяемой в нем энергии при приложении напряжения. Если с повышением температуры выделяемая энергия увеличивается, то при некотором напряжении, называемом напряжением теплового пробоя, тепловыделение в диэлектрике превысит теплоотдачу в окружающую среду. Это обусловливает непрерывный рост температуры во времени и разрушение диэлектрика.
Билет
Диэлектрическими потерями называют электрическую мощность, затрачиваемую на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле.
Тангенс угла потерь δ характеризует потери энергии в конденсаторе и определяется отношением активной мощности к реактивной при синусоидальном напряжении определенной частоты