Учебно-методический комплекс по дисциплине «электротехнические материалы»

Диэлектрические потери, обусловленные сквозной электропроводностью, в схеме замещения хорошо описываются сопротивлением R
(рис. 1,a). Они не зависят от частоты:
P = U²/R.
Так как сопротивление R зависит от температуры, то и потери от нее также зависят. Они возрастают с температурой по экспоненциальному закону:
P = A·exp(–b/T),
где A и b – постоянные материала.
Тангенс δ в этом случае может быть вычислен по формуле
tgδ = , (1)
где f – частота напряжения, Гц; ρ – удельное сопротивление, ;
Ионизационные диэлектрические потери. Эти потери свойственны газообразным диэлектрикам. Они появляются, если напряжение, приложенное к диэлектрику, превысит критическое значение U_кр, при котором начинаются ионизационные процессы. До напряжения U_кр диэлектрические потери практически равны нулю, а затем они резко увеличиваются, и их можно оценить по приближенной формуле

где A – постоянный коэффициент, f – частота поля.
Ионизационные потери возникают также в жидких и твердых диэлектриках в газовых пузырьках и включениях.
Диэлектрические потери, обусловленные неоднородностью структуры. Они наблюдаются в слоистых диэлектриках: бумаге, пропитанной маслом, в пористой керамике, текстолите, стеклотекстолите и т. д. Ввиду разнообразия структуры неоднородных диэлектриков общей формулы расчета диэлектрических потерь не существует.
Диэлектрические потери в газах. Диэлектрические потери в газах при напряженностях поля, лежащих ниже значения, необходимого для развития ударной ионизации молекул газа, очень малы. В этом случае газ можно практически рассматривать как идеальный диэлектрик. Источником диэлектрических потерь газа может быть только электропроводность, так как ориентация дипольных молекул газов при их поляризации из-за больших расстояний между молекулами не сопровождается диэлектрическими потерями.
Но так как у газов электропроводность очень мала, то угол диэлектрических потерь ничтожно мал. Величину tgδ можно определить по формуле (1). Для газа tgδ ≈ 4·10^–8.
При напряженностях поля больше E_кр в газе начинается ионизация, и потери резко возрастают.