ігається в полях високої частоти. Виділюване в діелектрику тепло обумовлено не тільки дією наскрізного струму, але і процесами встановлення поляризації в змінному електричному полі. Частина втрат, обумовлена ??наскрізним струмом, називається омічними втратами. Втрати, пов'язані зі зміщенням пов'язаних зарядів - діелектричні.
Одне з перших експериментальних досліджень діелектричних втрат було виконано в 1886 році в Росії професором І.І. Боргманом. Він показав, що нагрівання скла залежить не тільки від частоти, але і від різниці потенціалів на обкладках конденсатора.
Діелектричні втрати залежать від концентрації дефектів або домішкових атомів. Вивчення діелектричних втрат може дати важливу інформацію про дефекти і домішковому складі. Змінюючи щільність дефектів і домішок в кристалі, можна отримати діелектрики з широким інтервалом зміни діелектричних втрат.
На практиці, як правило, визначають не самі втрати, а тангенс кута діелектричних втрат. Цю величину вводять таким чином. Будують векторну діаграму струмів для конденсатора, заповненого діелектриком з втратами. Втрати в електротехніці описуються кутом між векторами напруги і струму (рис)
Втрати в діелектриках прийнято характеризувати кутом?, доповнюючим? до. З рис. Видно, що ставлення активної щільності струму до реактивної і є тангенс кута?. tg?- Макроскопічна характеристика діелектрика. Слід зазначити, що втрати залежать від температури, частоти, вологості, напруженості поля. Температурна залежність втрат зазвичай має монотонний характер, втрати зростають із зростанням температури. З ростом вологості втрати також ростуть, найчастіше досить значно. Це пов'язано, як зі збільшенням наскрізної провідності, так і з поляризацією розчиненої води, і емульгованої води. Збільшення напруженості поля супроводжується зростанням tgd, що пояснюється зростанням електропровідності.
Пробій діелектриків
При напруженості електричного поля, яка перевершує межа електричної міцності діелектрика, настає пробій. Пробій являє собою процес руйнування діелектрика, в результаті чого діелектрик втрачає електроізоляційні властивості в місці пробою.
Величину напруги, при якому відбувається пробій діелектрика, називають пробивним напругою , а відповідне значення напруженості електричного поля називається електричною міцністю діелектрика .Для рівномірного електричного поля електрична міцність (пробивна напруженість) діелектрика визначається за формулою де d - товщина діелектрика в місці пробою, м.
Електрична міцність рідких діелектриків залежить від чистоти рідини. Наявність домішок і забруднень істотно знижує Епр. Пробій в газі пов'язаний з ударною іонізацією і проявляється у вигляді електричного заряду в газах.
Пробій твердих діелектриків являє собою або чисто електричний процес (електрична форма пробою), або теплової процес (теплова форма пробою). В основі електричного пробою лежать явища, в результаті яких в твердих діелектриках має місце лавинне зростання електронного струму, подібно до того, як це спостерігається в процесі ударної іонізації в газоподібних діелектриках.
Характерними ознаками електричного пробою твердих діелектриків є:
. Незалежність або дуже слабка залежність електричної міцності діелектрика від температури і тривалості прикладеної напруги (до с).
. Електрична міцність твердого діелектрика в однорідному полі не залежить від товщини діелектрика (до товщин см).
. Електрична міцність твердих діелектриків знаходиться в порівняно вузьких межах: У/см; причому вона більше, ніж при тепловій формі пробою.
. Перед пробоєм струм в твердому діелектрику збільшується за експоненціальним законом, а безпосередньо перед настанням пробою спостерігається стрибкоподібне зростання струму.
. При наявності неоднорідного поля електричний пробій відбувається в місці найбільшої напруженості поля (крайовий ефект).
Тепловий пробій має місце при підвищеній провідності твердих діелектриків і великих діелектричних втратах, а також при підігріві діелектрика сторонніми джерелами тепла або при поганому теплоотводе. Процес теплового пробою твердого діелектрика полягає в наступному. Внаслідок неоднорідності складу окремі частини обсягу діелектрика володіють підвищеною провідністю. Вони являють собою тонкі канали, що проходять через всю товщину діелектрика. Внаслідок підвищеної щільності струму в одному з таких каналів будуть виділятися значні кількості тепла. Це потягне за собою ще більше наростання струму внаслідок різкого зменшення опору цієї ділянки в діелектрику. Процес наростання теп...
