Дәріс №3. Диэлектриктегі физикалық процесс. Диэлектрлік шығындар

Loading...


Дата05.05.2021
өлшемі92.92 Kb.

Дәріс №3. Диэлектриктегі физикалық процесс. Диэлектрлік шығындар. .




3.1 Диэлектрлік шығындардың табиғаты

Диэлектриктің шығындар деп диэлектриктің қызуын тудыратын электрлік өрістің әсерінен диэлектрикте уақыт бірлігінде таралатын энергияны айтады.

Диэлектрикте шығындар айнымалы ток та да, тұрақты ток та да байқалады. Өйткені материалда өткізгіштікпен негізделген тура ток пайда болады. Тура өткізгіштік тогын актив ток деп атайды. Ол диэлектриктің қызуын тудырып, диэлектрлік шығындарды анықтайды. Тұрақты кернеу кезінде, периодты поляризация болмағанда, диэлектрик материалдың сапасы pv және ps кедергілерімен сипатталады. Айнымалы кернеу кезінде, тура электрөткізгіштіктен басқа, диэлектрикте энергия жоғалтуына әкеліп соғатын себептер пайда болады.

Диэлектриктегі шығындар шамасын тарататын қуаттың көлем бірлігіне қатынасымен, яғни меншікті шығынмен сипатталады. Энергияны тарататын қасиетін анықтайтын диэлектрикті сипаттау үшін көбінесе диэлектрлік шығындар бұрышымен δ және диэлектрлік шығын бұрышының тангенсімен tg δ қолданады.

Диэлектрлік шығындар бұрышы δ деп актив – сыйымдылықты тізбекте ток пен кернеу арасындағы фазалар ығысуын φ 90˚-қа толықтыратын бұрышты айтады.

.

Идеал диэлектрик болған жағдайда диэлектрик арқылы тек ығысу тогы жүреді. Өткізгіштік ток 0-ге тең. Бұл жағдайда <φ = 90˚ және <δ = 90˚ . Диэлектрик энергияны неғұрлым көп таратса, φ бұрышы соғұрлым аз және δ бұрышы соғұрлым көп. Оқшауламада үлкен диэлектрлік шығынды қатты жылыту тудырады, және де жылулық жойылуға әкеліп соға алады. Диэлектрлік шығындардың табиғаты әртүрлі және заттың агрегаттық күйіне байланысты: газ, сұйық, қатты.



3.1 сурет - Диэлектрлік шығын бұрышын анықтау үшін

Энергия шығындарын зерттеуде айнымалы кернеуі бар тізбектегі осы диэлектрикпен конденсатордың өзгерісімен байланыстыруға болады. Конденсатор мен шығындары бар диэлектрикке эквивалент сұлба – осы сұлбада ұсталатын актив қуат, конденсатор диэлектригінде таратылатын қуатқа тең болу керек. Ток кернеуді қарастырылып жатқан конденсаторда сияқты бұрышқа озу керек. Бұл қиындық шығыны бар конденсатордың идеал конденсаторға тізбектей қосылған актив кедергімен немесе идеал конденсаторға шунтталған активті кедергімен алмастыруға болады. Бұндай сұлбалар тек қана шартты түрде енгізілген. 3.2 суретінде токтар диаграммасы параллель сұлбаға сай.

Диэлектриктегі қосынды ток:


4.2 сурет – Диэлектриктегі токтардың векторлық диаграммасы (Ср мен R кедергісінің параллель қосылуы)

мұндағы Ic- сыйымдылықты құраушы;

Ia- актив құраушы.

Токтардың векторлық диаграммасы бойынша айнымалы кернеу кезінде диэлектрлік шығындар формуласы:


мұндағы Р – диэлектрлік шығындар, Вт; U – кернеу, В; ω – бұрыштық жиілік, с-1; С – сыйымдылық, Ф;


Анықтамаға сай, tg δ актив токтың реактив токка қатынасына тең. Токтарды кернеудің кедергіге қатынасымен алмастыра отырып, келесі формуланы аламыз:

tgδ = 1/ωСpR.



3.2 Диэлектрлік шығындардың түрлері

Диэлектрлік шығындарды ерекшеліктері және физикалық табиғаты бойынша төрт негізгі топқа бөлуге болады:

а) поляризациямен негізделген диэлектрлік шығындар;

б) тура электрөткізгіштіктің диэлектрлік шығыны;

в) құрылымның әртектігімен негізделген диэлектрлік шығындар;

г) иондалған диэлектрлік шығындар.

Поляризациямен негізделген диэлектрлік шығындар релаксациялық пояризацияға ие заттарда; дипольдық құрылымды диэлектриктерде және тығыз емес қапталған ионды құрылымды диэлектриктерде нақты байқалады.

Релаксациялық диэлектрлік шығындар электр өрісінің әсерінен бөлшектердің жылулық қозғалысының бұзылуымен тудырылады. Олар берілген кернеудің үлкеюімен көбейеді. Әсіресе радио жиіліктер мен өте жоғары жиіліктерде. Релаксациялық диэлектрлік шығын бұрышының тангенсінің температуралық тәуелділігінің максимумы берілген затқа тән кейбір температурада байқалады.

Сегнетоэлектриктердегі диэлектрлік шығындар өзіндік поляризациямен байланысқан. Сондықтан сегнетоэлектриктердегі шығындар Кюри нүктесінен төмен температураларда байқалады. Бұл шығындар жиілікпен өседі. Кюри нүктесінен жоғары температурада шығындар азаяды.

Поляризацияныі баяулаған түрлерімен негізделген диэлектрлік шығындарға жарықтық жиіліктерде пайда болатын резонансты шығындар да жатады. Шығындардың бұл түрі кейбір газдарда белгілі бір жиілікте ғана және өріс энергиясын жұтуда ғана байқалады. Егер электр өрісімен тудырылған мәжбүр тербелістердің жиілігі қатты заттың бөлшектерінің өздік тербелісінің жиілігімен сәйкес болса резонансты шығындар қатты заттарда да бола алады. Диэлектрлік шығын бұрышының тангенсінің жиіліктік тәуелділігінде максимумның болуы резонанстық шығындарға да тән. Бірақ, бұл жағдайда температура максимум жағдайына әсер етпейді.

Байқалатын электрөткізгіштікке ие диэлектриктерде тура электрөткізгіштікпен негізделген диэлектрлік шығындар байқалады.

3.3 tg δ өлшеу әдістері

tg δ анықтау үшін көпірлік әдіс қолданылады. Өлшеулер 4.2 суретіне сай айнымалы токта жүргізіледі. tg δ шамасы келесі формуламен анықталады:



R4= 10000/π және f = 50 Гц шамалары кезінде

Достарыңызбен бөлісу:
Loading...




©melimde.com 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
Сабақтың тақырыбы
Сабақтың мақсаты
бойынша жиынтық
жиынтық бағалау
Сабақ тақырыбы
рсетілетін қызмет
ғылым министрлігі
Жалпы ережелер
қызмет стандарты
тоқсан бойынша
бекіту туралы
Әдістемелік кешені
бағалауға арналған
Сабақ жоспары
туралы хабарландыру
тоқсанға арналған
жиынтық бағалаудың
арналған жиынтық
Қазақстан республикасы
бағалау тапсырмалары
жиынтық бағалауға
арналған тапсырмалар
бағалаудың тапсырмалары
Қазақстан республикасының
республикасы білім
білім беретін
пәнінен тоқсанға
Жұмыс бағдарламасы
біліктілік талаптары
Қазақстан тарихы
арналған әдістемелік
әкімінің аппараты
туралы анықтама
мамандығына арналған
қойылатын жалпы
Конкурс туралы
жалпы біліктілік
мемлекеттік әкімшілік
Қазақ әдебиеті
мерзімді жоспар
Мектепке дейінгі
жалпы конкурс
қатысушыларға қойылатын
әдістемелік кешені
оқыту әдістемесі
Қазақстан облысы
ортақ біліктілік
қызмет регламенті
пәнінен тоқсан
мамандығы бойынша
болып табылады

Loading...