Виды диэлектрических потерь

Объем бака должен обеспечивать отстой рабочей жидкости. Полезный объем бака обычно не превышает двухминутной производительности насоса, иногда полезный объем увеличивают до трехминутной производительности насоса на максимальных оборотах. В общем случае объем бака принимают равным двух трехминутной подаче насоса.

V_б= (2 - 3) Q_н л.

(при трехминутной подаче насоса объем бака равен 480 л)

БИЛЕТ 2. Диэлектрические потери

Диэлектрические потери – это часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде тепла.

Удельные диэлектрические потери – мощность, рассеиваемая в единице объема диэлектрика: р = P/V = E ²γ_a [Вт/м ³]

В электрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком (диэлектриком без потерь), вектор тока I_с опережает вектор напряжения на 90° (а). Угол диэлектрических потерь – это угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90°. tgδ = P_a / P_c (Добротность (х-ка устройства с диэлектриком) Q = 1 / tgδ = ctgδ = tgφ

Векторные диаграммы и эквивалентные схемы диэ-ка с потерями, а-последоват., б и с –парал.

Виды диэлектрических потерь

Потери на электропроводность – обусловлены сквозными токами. Преобладают над другими потерями в диэлектриках с высокой объемной или поверхностной электропроводностью.

(!) Единственный вид потерь в однородном неполярном диэлектрике. Наблюдаются во всех диэлектриках. P = U²/R

tgδ = 1/(ωC_рR) (в этом случае используется || схема замещения).

Мощность (Р) от ω не зависит. tgδ = tgδ₀ e ^aT

↑w →потери в проводящих частях (электродах) конденсатора

(P_а = U ²ωC_s² r) ↑

Релаксационные потери – обусловлены абсорбционными токами, т.е. замедленными поляризациями.

При дипольно-релаксационной поляризации (см. рис.):

↑ f → время релаксации > ( 1/2f) → диполям не хватает времени для ориентации → tgδ;↓. Р_а ↑ при ↑f до тех пор, пока диполи успевают ориентироваться по полю, после этого Р_а от f не зависит.

↑ температуры → молекулярные силы ослабляются(диполи легче ориентируются по полю) → поляризация может усилиться (tgδ;↑), но при этом ↑ энергия теплового движения молекул → ориентирующее влияние поля ↓ (tgδ;↓) Ионизационные потери - возникают за счет ионизации молекул газа в основном в неоднородных электрических полях, при Е поля > Е ионизации. Давление газа ↑ → длина свободного пробега электронов ↓ → вероятность актов ионизаций молекул ↓→U_ион ↑. (!) tgδ(U) ↑ → это признак газовых включений в материале. Потери за счет неоднородности диэлектрика – обусловлены миграционной поляризацией. Наблюдаются в диэлектриках с проводящими или газовыми включениями, слоистых материалах Это дополнительные релаксационные потери. 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.

Линейные полимеры Макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру.

На их основе получают термопласты - способность к формированию (размягчению) и к растворению в подходящих по составу растворителях сохраняется при повторных нагревах. При охлаждении из вязкотекучего состояния переходят в высокоэластичное и затем в стеклообразное. Неполярные полимеры - мономерные звенья макромолекул не обладают дипольным моментом (полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен – продукты полимеризации этилена, стирола (С₈Н₈) и тетрафторэтилена соответственно). Характеризуются большими значениями r_v = 10¹⁴ - 10¹⁶ Ом^.м, малыми e= 1.9-2.4и tgδ порядка 10^-4 → используются для изготовления ВЧ термостабильных конденсаторов (в качестве пленок). Полиэтилен используют для изоляции ВЧ-кабелей.

Полярные полимеры – в основном используются в качестве изоляционных и конструкционных материалов на НЧ. полиамидные смолы (например, капрон ) – могут быть получены полимеризацией или поликонденсацией. Для изготовления термостойких волокон и бумаги, а также корпусов приборов фторолон-3 Используют при производстве монтажных проводов. Асимметричность строения элементарных звеньев макромолекул→ дипольно-релаксационная поляризация. r_s сильно зависит от влажности окружающей среды. Пространственные полимеры (термореактивные полимеры)

Макромолекулы связаны в общую трехмерную сетку. При нагревании или при комнатной температуре вследствие образования пространственной сетки из макромолекул (отверждения) переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.

Феноло-формальдегидные смолы – продукт поликонденсации фенола и Н₅С₆-ОН с формальдегидом Н₂СО при нагреве с катализатором. Полярны из-за наличия в молекулах гидроксильных групп – ОН. Количество молей формальдегида > Количество молей фенола (+ щелочной катализатор - аммиак)→ термореактивная смола – бакелит. Резол – термопластичный бакелит в стадии А. Резитол – бакелит в промежуточной стадии В. Резит – термореактивный бакелит в стадии С – повышенная механическая прочность. r_v= 10¹¹Ом×м, e= 4.5, tgδ =0.01.

Эпоксидные смолы – продукт поликонденсации хлорированных глицеринов с двухатомными фенолами в щелочной среде. Характеризуются наличием концевых групп (эпоксигрупп). Эти смолы в чистом виде являются – термопластами, но при добавлении отвердителя приобретая пространственное строение, становятся термореактивными. Полярны. Преимущества – очень малая усадка при отверждении → можно получать монолитную изоляцию; высокая нагревостойкость. Применение – для изготовление клеев, лаков, компаундов, слоистых пластиков (как связующее). r_v= 10¹² -10¹³Ом×м, e= 3-4, tgδ =0.01-0.03.

Кремнийорганические смолы – Могут быть термореактивными (иметь пространственную структуру) или термопластами (с линейным строением). Слабополярны. Основа – силоксанная группировка из атомов Si и О Высокая нагревостойкость, почти не смачиваются водой (для водоотталкивающих покрытий), но дорогие и низкая механическая прочность и адгезия. Применение – для изготовление лаков, компаундов, пластмасс.

r_v= 10¹² -10¹⁴Ом×м, e= 3-5, tgδ =0.01-0.03