Тангенс угла диэлектрических потерь
В электрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком, т. е. диэлектриком без потерь, вектор тока Iс опережает вектор напряжения на 90°. В реальных диэлектриках угол между током Iс, протекающим через емкость, и напряжением меньше 90° за счет потерь, которые вызывают протекание активного тока Ia, совпадающего по фазе с напряжением. Векторные диаграммы для идеального диэлектрика и упрощенная векторная диаграмма диэлектрика с потерями показаны на рис. 11. На этом же рис. показаны схемы замещения диэлектрика без потерь и с потерями (а, б, в). Чисто формально в простейшем случае схема замещения может быть выбрана из параллельно или последовательно соединенных емкости и активного сопротивления.
Рис. 11.
Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90°, называется углом диэлектрических потерь. Как видно из векторной диаграммы тангенс этого угла равен отношению активного и реактивного токов
tgδ = Ia / Iс , (36)
или отношению активной мощности Pa к реактивной Pp
tgδ = Pa / Pp (37)
Иногда для характеристики устройства с диэлектриком определяют добротность - параметр, обратный тангенсу угла диэлектрических потерь
Q = 1 / tgδ = ctgδ = tgφ (38)
У материалов, применяемых на повышенных частотах и при высоких напряжениях, tgδ лежит в пределах 10 -3-2· 10 -4, для низкочастотных диэлектрических материалов - полярных диэлектриков значения tgδ обычно 10 -1-10 -2, для слабополярных - до 10 -3. Для хорошо осущенных газов, не содержащих влаги, значения tgδ могут достигать 10 -5-10 -8.