Студопедия — Удельный заряд конденсатора
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Удельный заряд конденсатора






где Е = U/d – напряженность электрического поля;

D – диэлектрическая индукция (смещение);

χ = ε – 1 – диэлектрическая восприимчивость диэлектрика;

Р = ε 0*χ *Е – поляризованность диэлектрика.

Диэлектрическая проницаемость неоднородных диэлектриков. Плоский конденсатор с неоднородным диэлектриком можно рассмат­ривать как m параллельно или последовательно соединенных конденсаторов с однородными ди­электриками, соответственно относительная диэлектрическая проницаемость неодно­родного диэлектрика

,

где Ci - объемная концентрация i - го компонента, m - количество параллельно (последовательно) расположенных компонентов неоднородного диэлектрика.

Диэлектрическую проницаемость сложных твердых диэлектриков, представляющих собой смесь химически не взаимодействующих друг с другом компонентов, при не очень большом различии значений их диэлек­трических проницаемостей, можно определить на основании уравнения Лихтенеккера. В случае хаотического распределения обоих компонентов (например, в керамике) уравнение Лихтенеккера имеет вид

где ε c, ε 1, ε 2 - относительные диэлектрические проницаемости смеси и от­дельных компонентов соответственно;

C1 и C2 - объемные концентрации компонентов, C1 + C2 = 1.

Электропроводность диэлектриков. В общем случае ток в диэлек­трике

I = Iсм + Iабс + Iскв,

где Iсм - ток смещения, Iабс - ток абсорбции, Iскв - ток сквозной проводимо­сти. Кратковременный ток смещения обусловлен быстрыми видами поля­ризации (электронной, ионной). Ток абсорбции обусловлен активными составляющими токов, связанных с замедленными (релаксационными) ме­ханизмами поляризации в полярных и неоднородных диэлектриках. Время протекания тока абсорбции зависит от типа диэлектрика и механизма по­ляризации. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электриче­ской изоляции, ток абсорбции устанавливается за время меньше 1 минуты. При постоянном напряжении после установления тока абсорбции через диэлектрик будет протекать сквознойток.

Для твердых диэлектриков наиболее характерна ионная электропро­водность. Для многих ионных кристаллов удельная электропроводность экспоненциально зависит от температуры

,

где γ 0 – удельная электрическая проводимость при начальной температуре;

Δ W - энергия активации перемещения ионов, Дж;

k - постоянная Больцмана;

T - температура, К.

В низкотемпературной области проводимость в основном определя­ется примесными ионами, в высокотемпературной области - собственны­ми ионами.

Поверхностное сопротивление твердого диэлектрика зависит от при­роды диэлектрика, температуры, влажности, приложенного напряжения и характеризуется удельным поверхностным сопротивлением ρ s, Ом.

Поверхностное сопротивление диэлектрика

где a - расстояние между электродами, м;

b - ширина электрода, м.

Полная электрическая проводимость твердого диэлектрика опреде­ляется суммированием объемной и поверхностной проводимостей.

Диэлектрические потери - часть энергии электрического поля, ко­торая рассеивается в диэлектрике в виде тепла. Потери энергии в диэлек­трике обусловлены протеканием сквозного (объемного и поверхностного) тока и процессами установления поляризации при изменении напряженно­сти электрического поля.

Потери мощности на нагрев диэлектрика в постоянном электриче­ском поле

где U - напряжение, В; R - сопротивление диэлектрика, Ом.

Потери мощ­ности в единице объема диэлектрика называются удельными электриче­скими потерями и определяются по формуле

где E - напряженность электрического поля, В/м; ρ - удельное электриче­ское сопротивление, Ом*м.

В переменном электрическом поле, кроме потерь на электропровод­ность, в диэлектриках возникают релаксационные, ионизационные, резо­нансные потери.

Для количественной оценки потерь энергии используется тангенс угла диэлектрических потерь tgδ. В конденсаторе с идеальным диэлектри­ком, то есть диэлектриком без потерь, вектор тока Ic опережает вектор на­пряжения U на 90°. В реальных диэлектриках угол сдвига фаз φ между то­ком и напряжением меньше 90° за счет потерь, обусловленных протекани­ем активного тока Iа (рисунок 14).

Рисунок 14

Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90°, называется углом диэлектрических потерь.

Диэлектрические потери (мощность, рассеиваемая в диэлектрике) ,

где ω = 2π f - угловая частота, рад/с; f- частота, Гц.

Удельные диэлектрические потери определяются выражением

,

где γ а = (ε *f*tgδ)/(1, 8*1010) - активная составляющая удельной проводимости диэлектрика, 1/(Oм*м).

Частотная зависимость потерь мощности в диэлектрике определяется характером зависимостей тангенса угла диэлектрических потерь tgδ и от­носительной диэлектрической проницаемости ε от частоты.

Коэффициент диэлек­трических потерь ε ' = ε *tgδ.

Пробой диэлектриков. Минимальное напряжение Uпр, приводящее к образованию в диэлек­трике электропроводящего канала, называется пробивным напряжением. Электрическая прочность, то есть способность диэлектрика сохранять высокое удельное сопротивление, характеризуется напряженностью элек­трического поля при пробое изоляции в однородном электрическом поле

В/м,

где Uпр - пробивное напряжение, В; d - толщина диэлектрика, м.

 







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 1109. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

ОЧАГОВЫЕ ТЕНИ В ЛЕГКОМ Очаговыми легочными инфильтратами проявляют себя различные по этиологии заболевания, в основе которых лежит бронхо-нодулярный процесс, который при рентгенологическом исследовании дает очагового характера тень, размерами не более 1 см в диаметре...

Примеры решения типовых задач. Пример 1.Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе равна 1,32∙10-2   Пример 1.Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе равна 1,32∙10-2. Найдите константу диссоциации кислоты и значение рК. Решение. Подставим данные задачи в уравнение закона разбавления К = a2См/(1 –a) =...

Экспертная оценка как метод психологического исследования Экспертная оценка – диагностический метод измерения, с помощью которого качественные особенности психических явлений получают свое числовое выражение в форме количественных оценок...

Разработка товарной и ценовой стратегии фирмы на российском рынке хлебопродуктов В начале 1994 г. английская фирма МОНО совместно с бельгийской ПЮРАТОС приняла решение о начале совместного проекта на российском рынке. Эти фирмы ведут деятельность в сопредельных сферах производства хлебопродуктов. МОНО – крупнейший в Великобритании...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия