Energiakeeld dielektrikutes

Alalisvoolu võrgus elektronpolarisatsiooniga kaasnev vool dielektrikus esineb väga lühikesel ajavahemikul - hetkeliselt ja teda nimetatakse nihkevooluks (I-ni).

Teist liiki polarisatsioonid toimivad veidi pikemat aega ja tekkivat voolu nimetatakse absorptsioonvooluks (Iab).

Peale eelmainitute läbib iga dielektrikut elektrivälja tekkimisel veel kao- ehk juhtivusvool (Iju). Seega dielektrikut läbib iga pingelülimisel vool (I), mis koosneb kolmest komponendist:

 

I = Ini + Iab + Iju

 

Mõne aja möödumisel peale alalisvoolu lülitamist võime mõõtmisel märgata voolu vähenemist (joon. 7.16.)



Joon.7.16. Alalispinge rakendamisel dielektrikus tekkiva voolu muutus sõltuvus ajast.

 

 

Ini ja Iab saavad võrdseks O-ga, kuna polarisatsiooniprotsessid (dipoolite ja ioonide orienteerumisel) tasakaalustavad. Jääb ainult komponent Iju.

Vahelduvpinge rakendamisel tuleb arvestada kõigi kolme voolu olemasoluga dielektrikus kogu pingestusaja vältel. Esinevaid voolusid võib kujutada vektordiagrammiga.

Ini tõttab poole perioodiga ette pingest U, siis vektor on I risti.

Iab jääb Ini maha mingi nurga võrra.

Iju langeb U-ga ajaliselt ühte (on faasis) II (joon.7.17)

θ - faasinurk

δ - kaonurk on nihkevoolu ja üldvoolu vektori vaheline nurk.

 


Joon.7.17. Vahelduvpinge rakendamisel dielektrikus tekkivate voolude vektordiagramm.

 

 

Vahelduvpinge rakendamisel dielektrikus tekkivate voolude vektordiagrammist näeme, et voolu aktiivkomponent Ia võrdub:

Ia = Iaab + Iju

ja reaktiivkomponent Ir võrdub:

Ir = Irab + Ini

Seega Ia : Ir = tan δ voolu kaonurga tan, mis iseloomustab voolukadude suurust polariseerunud dielektrikus. Selle kao arvel toimubki dielektriku ehk. kondensaatori soojenemine.

Nii nagu läbitavus nii ka tan o suurus sõltub ka dielektriku temperatuurist ja rakendatud vahelduvpinge sagedusest (joon.7.18 ja 7.19).

Joon.7.18. Dielektriliste kadude kaonurga tangensi tgδ sõltuvus temperatuurist.

 

 

Joon.7.19. Dielektriliste kadude kaonurga tangensi tgδ sõltuvus elektrivälja sagedusest.

 

 

Tavaliselt 50 HZ (106 HZ märgitakse juurde).

Portselan tan δmax = 0,025

Kombaunidel tan δmax = 0,1 - 0,05

Ftoroplast 106 HZ tan δmax = 0,0003

(tefloon)

Klaastekstoliidid tan dmax = 0.03 - 0.01

Transformaatori õlil 70ºC tan dmax = 0,25

90°C tan dmax = 0,005

Tavaliselt suureneb dielektrikus kadu temperatuuri tõusmisel ja niiskussisalduse suurenemisel, mis esmajärjekorras on seletatav lekkevoolu suurenemisega.

 

Licensed under the Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike 3.0 License