Курсовая работа по дисциплине: «Физика полупроводников и диэлектриков» на тему: «Диэлектрические потери. Диэлектрическая перфорация, механизмы диэлектрической перфорации»

ГЛАВА 1. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ

1.1 Основные определения

Диэлектрические потери — это часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде тепла. Потери мощности Р в в диэлектрике выражаются как  P = U²/R , где U - напряжение в вольтах. Удельные потери для единичного объема диэлектрика будут определяться по формуле

Pуд =E^2/r

(1.1)

или

Pуд = E^2 g, Вт/м^3

(1.2)

где E - напряженность электрического поля, В/м; r - удельное электрическое сопротивление, Ом^.м; g - удельная электрическая проводимость, Ом^-1м^-1.
В электрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком (без потерь) вектор тока I_c опережает вектор напряжения на 90^o. Угол d, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90^o, называется углом диэлектрических потерь.
Тангенс угла диэлектрических потерь равен отношению активной мощности Р_а к реактивной Р_с

tgd= Ра/Рс

(1.3)

Векторные диаграммы и схемы замещения для идеального диэлектрика и диэлектрика с потерями показаны на рисунке 1.1.

Схемы замещения и векторные диаграммы:
– идеального диэлектрика а);
– диэлектрика с потерями b), c);
b) параллельная схема; c) последовательная схема
В электрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком (без потерь) вектор тока I_c опережает вектор напряжения на 90^o. Угол d, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90^o, называется углом диэлектрических потерь.
Тангенс угла диэлектрических потерь равен отношению активной мощности Р_а к реактивной Р_с

Электрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком (без потерь) вектор тока I_c опережает вектор напряжения на 90^o. Угол d, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90^o, называется углом диэлектрических потерь.

Тангенс угла диэлектрических потерь равен отношению активной мощности Р_а к реактивной Р_с

Из векторной диаграммы для параллельной схемы замещения диэлектрика тангенс этого угла равен отношению активного и реактивного токов:

tgd = Ia/Ic = 1/(ωCрR)

(1.4)

Активная мощность потерь рассчитывается по следующей формуле

P = U^2wCs^.tgd

(1.5)

Для последовательной схемы замещения:

tgδ = Ua/Uc = ωCsRs

(1.6)

Мощность потерь в этом случае

P = U^2wCs^.tgd/ (1+(tgd)^2)

(1.7)