|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Диэлектрические потери | Диэлектрические потери (далее Д) часть энергии переменного электрического поля в диэлектрической среде, которая переходит в тепло. При изменении значения и направления напряженности Е электрического поля диэлектрическая поляризация также меняет величину и направление (см. Диэлектрики); за время одного периода переменного поля поляризация дважды устанавливается и дважды исчезает. Если диэлектрик построен из молекул, которые представляют собой диполи (полярные молекулы) или содержит слабо связанные ионы, то ориентация таких частиц или смещение в электрическом поле (ориентационная поляризация) требуют определенного времени (время релаксации). В результате максимум поляризации не совпадает во времени с максимумом напряженности поля, т. е. имеется сдвиг фаз между напряженностью поля и поляризацией. Благодаря этому имеется также сдвиг фаз между напряженностью электрического поля Е и электрической индукцией D, который и обусловливает потери энергии e. Переходя к векторному изображению величин, можно сказать, что вектор электрической индукции отстает от вектора электрического поля на некоторый угол d, который носит название угла диэлектрических потерь. Когда молекулы или ионы ориентируются полем, они испытывают соударения с др. частицами, при этом рассеивается энергия. Если время релаксации t во много раз больше, чем период Т изменения приложенного поля, то поляризация почти не успевает развиться и Д очень малы. При малых частотах, когда время релаксации t значительно меньше периода Т, поляризация следует за полем и Д также малы, т.к. мало число переориентаций в единицу времени. Д имеют максимальное значение, когда выполняется равенство w = 1/t, где w - круговая частота электрического поля: w = 2p/T.
Описанный механизм релаксационных Д имеет место в твердых и жидких диэлектриках, содержащих полярные молекулы или слабо связанные ионы. Величина релаксационных Д в жидкости зависит от ее вязкости, от температуры и от частоты приложенного поля. Для невязких жидкостей (вода, спирт) эти потери проявляются в сантиметровом диапазоне длин волн. В полимерах, содержащих полярные группы, возможна ориентация как отдельных полярных радикалов, так и более или менее длинных цепочек молекул.
В диэлектриках с ионной и электронной поляризацией вещество можно рассматривать как совокупность осцилляторов, которые в переменном электрическом поле испытывают вынужденные колебания, сопровождающиеся рассеянием энергии (рис. 1). Однако если частота электрического поля гораздо больше или меньше собственной частоты осцилляторов, то рассеяние энергии и, следовательно, Д незначительны. При частотах, сравнимых с собственной частотой осцилляторов, рассеяние энергии и Д e велики и имеют максимум при равенстве этих частот w = w0 (рис. 2). При электронной поляризации максимум потерь соответствует оптическому диапазону частот. В диэлектриках, построенных из ионов (например, щелочно-галоидные поляризация обусловлена упругим смещением ионов и максимум потерь имеет место в инфракрасном диапазоне частот (1012-1013 гц).
Т. к. реальные диэлектрики обладают некоторой электропроводностью, то имеются потери энергии, связанные с протеканием в них электрического тока (джоулевы потери), величина которых не зависит от частоты.
Величина Д в диэлектрике, находящемся между обкладками конденсатора, определяется соотношением:
e = 2w tg d,
где - напряжение на обкладках конденсатора, С - емкость конденсатора, tg d - тангенс угла диэлектрических потерь. Д в 1 см3 диэлектрика в однородном поле Е равны:
e = E2we tg d,
где e - диэлектрическая проницаемость.
Произведение e tg d называется коэффициентом Д Уменьшение величины Д имеет большое значение в производстве конденсаторов и электроизоляционной технике. Большие Д используются для диэлектрического нагрева в электрическом поле высокой частоты.
Лит.: Сканави Г. И., Физика диэлектриков (Область слабых полей), М. - Л., 1949; Браун В., Диэлектрики, пер. с англ., М., 1961; Хиппель А. Р., Диэлектрики и их применение, пер. с англ., М., 1959; Физический энциклопедический словарь, т. 1, М., 1960, с. 643.
Е. А. Конорова.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 21.11.2024 11:39:40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
