Оценка зависимости диэлектрической проницаемости от температуры
Оценка зависимости диэлектрической проницаемости от температуры - раздел Энергетика, Диэлектрические материалы Для Оценки Температурной Зависимости E Диэлектрических Материалов И Емкости ...
Для оценки температурной зависимости e диэлектрических материалов и емкости С конденсаторов пользуются величинами температурных коэффициентов: температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, К-1,
(2.24)
и температурного коэффициента емкости, К-1,
(2.25)
Величину ТКe обычно находят методом графического дифференцирования кривой e = F(t), как показано на рис. 2.9.
Иногда (например, при конструировании радиоаппаратуры, работающей в условиях меняющейся температуры) требуется обеспечить практическую независимость емкости конденсатора от температуры, т. е. построить термокомпенсированный конденсатор. Для разрешения этой задачи имеются два пути. Во-первых, возможно применить систему двух (пли более) параллельно или последовательно соединенных друг с другом конденсаторов, ТКС которых имеют различные знаки (один — положительный, а другой — отрицательный). Для случая параллельного соединения конденсаторов, имеющих емкости C1 и С2 и ТК емкости соответственно TKC1 и ТКС2, результирующая емкость равна:
а ТК результирующей емкости
(2.26)
Условие температурной компенсации: ТКСр == 0, откуда
(2.27)
При последовательном соединении двух конденсаторов
ТК результирующей емкости
(2.28)
и условие температурной компенсации
C1TKC2 + C2TKC1 = 0 (2.29)
Во-вторых, задачу температурной компенсации емкости можно разрешить и с применением лишь одного конденсатора, но с диэлектриком, представляющим собой смесь двух материалов, имеющих различные знаки ТКe. (как это будет показано далее).
Диэлектрическая проницаемость смесей. На практике часто приходится встречаться с задачей определения диэлектрической проницаемости eс композиционного диэлектрика, представляющего собой смесь двух (или большего числа) компонентов.
Легко рассчитать eс для модели плоского конденсатора, диэлектрик которого состоит из двух сплошных диэлектриков, имеющих различные e. Обозначая диэлектрические проницаемости компонентов e1 и e2 и их объемные содержания у1 и у2 (очевидно, что y1 + y2= 1) получаем:
а) для параллельного соединения
(2.30)
б) для последовательного соединения (двухслойный диэлектрик)
(2.31)
Формулы (2.33) и (2.34) могут использоваться в ряде практических случаев. Было установлено, что для конденсаторной бумаги достаточно хорошо подходит модель последовательно соединенных слоев клетчатки и воздуха или (для случая пропитанной бумаги) клетчатки, пропиточной массы и остатков воздуха.
Во многих практических случаях (пластические массы, керамика и т. п.) мы имеем дело с неупорядоченной, хаотической («статистической») смесью компонентов. В этом случае истинное значение диэлектрической проницаемости смеси eс лежит между значениями, определяемыми формулами (2.30) и (2.31), как это схематически представлено на рис. 2.10. Существует большое число приближенных формул для расчета eс статистической смеси компонентов. Чаще всего пользуются формулой Лихтенеккера :
(2.32)
где, как и выше, e1 и e2 — диэлектрические проницаемости компонентов, а у1 и y2 — их объемные содержания в смеси.
Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости смеси получается дифференцированием по температуре формулы (2.32)
,
что может быть записано в виде
ТКeс = ТКe1 + ТКe2 (2.33)
Из формулы (2.33) следует, что смешанный диэлектрик пригоден для изготовления термокомпенсированного конденсатора, т. е. имеет ТКeс = 0 при условии
(2.34)
откуда определяются соответствующие температурной компенсации значения концентраций y1 и у2.
Для более общего случая смешанного диэлектрика, состоящего из n компонентов, формулы (2.30) — (2.33) и записываются в виде:
N – число Авогадро.
Это уравнение находится в полном соответствии с уравнением Лоренц- Лорентца, определяющим молекулярную световую рефракцию,
Поляризация сегнетоэлектриков
Сегнетоэлектриками называют вещества, имеющие спонтанную поляризацию, направление которой может быть изменено с по
Пьезоэлектрический эффект
Пьезоэлектриками называют диэлектрики, которые имеют сильный прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты.
Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют явление поляризации под влияни
Электретное состояние в диэлектриках
Электретом называют тело из диэлектрика, длительно сохраняющее поляризацию и создающее в окружающем его пространстве электрическое поле, т. е. электрет является формальным аналогом постоянного маг
Электропроводность твердых диэлектриков.
В большинстве случаев электропроводность диэлектриков ионная, реже — электронная. Сопротивление диэлектрика, заключенного между двумя электродами, при постоянном напряжении, т. е. сопротивление и
Диэлектрические потери
Под диэлектрическими потерями понимают электрическую мощность, затрачиваемую на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле. Диэлектрические потери обусловлены сквозным током
Виды диэлектрических потерь.
Диэлектрические потери могут быть вызваны следующими основными причинами: сквозной электропроводностью, релаксационной поляризацией, ударной ионизацией, а также явлениями резонанса.
Пот
Пробой диэлектриков
Любой диэлектрик может быть использован только при напряженностях поля, не превышающих некоторого предельного значения. Если напряженность поля превысит некоторое критическое значен
Пробой твердых диэлектриков
Физическая природа пробоя твердых диэлектриков весьма различна. Различают несколько видов пробоя: электрический пробой макроскопически однородных диэлектриков, электрический пробой неоднородных
Пробой газообразных диэлектриков
Особенности пробоя газов рассмотрим на примере воздуха, как важнейшего газообразного диэлектрика.
Механизм пробоя газа.Пробой газа является следствием разв
Пробой жидких диэлектриков
Жидкие диэлектрики имеют значительно большее значение электрической прочности, чем газы. Наличие в жидкости примесей (например, газы, влага, механические частицы) значительно снижает пробивное напр
Полимеризационные синтетические полимеры.
Полимерные углеводороды.К ним относят полистирол, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и др.
Полистирол – твердый прозрачный материал. Он является неполя
Поликонденсационные синтетические полимеры
Из этой группы высокомолекулярных соединений в качестве электроизоляционных материалов наиболее широкое применение получили полиэфирные, кремнийорганические, эпоксидные, фенолоформа
Компаунды
Компаунды–это электроизоляционные материалы, состоящие из смеси различных смол, битумов, масел и др. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые посте
Слоистые пластики и фольгированные материалы
Слоистые пластики являются одной из разновидностей пластмасс, где связующим веществом служит полимер, а наполнителем — листовые волокнистые материалы. Из слоистых пластиков
Пленочные электроизоляционные материалы
Эти материалы представляют собой тонкие пленки, изготовленные различными способами в зависимости от исходного полимера. Для повышения механической прочности пленки применяют тот ил
Волокнистые электроизоляционные материалы
Волокнистые материалы состоят из отдельных тонких, обычно гибких волокон, отличающихся большой величиной отношения длины к толщине. Их можно разделить на природные и синтетические.
К п
Ситаллы
Ситаллы — это стеклокристаллические материалы, получаемые с помощью специальной термообработки стекла, приводящей к его частичной кристаллизации. При изготовлении ситаллов в стекломассу кро
Оксидные электроизоляционные пленки
В качестве неорганического электроизоляционного материала в электролитических конденсаторах и элементах интегральных схем, а также для изоляции алюминиевых проводов и лент нашли широкое применение
Керамические электроизоляционные материалы
Керамика–твердый плотный материал, получаемый спеканием неорганических солей с минералами и оксидами металлов.
Керамические материалы представляют собой многофазную
Слюда и материалы на ее основе
Слюда представляет собой природный минерал с кристаллической структурой, который легко расщепляется по плоскостям спайности на пластинки толщиной до 5 мкм. Известно более 30 разно
АКТИВНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
Активными диэлектриками называют такие диэлектрики, свойствами которых можно управлять с помощью внешних факторов и использовать эти факторы для создания функциональ
Активные элементы оптических квантовых генераторов
Рубин — это так называемый драгоценный камень красного или розового цвета, очень твердый, тугоплавкий, химически инертный, с высокими оптическими свойствами (показателем преломлени
Электреты
В качестве электретных материалов могут быть использованы как органические, так и неорганические диэлектрики.
Электреты из органических материалов можно условно разбит
Жидкие кристаллы
Жидкими кристаллами называют такие вещества, которые находятся в мезоморфном (промежуточном) состоянии между изотропной жидкостью и твердым кристаллическим телом. Для них хар
Использование пассивных диэлектриков в конденсаторах
В основу классификации конденсаторов положено распределение их на группы согласно типу использованного диэлектрика и по его конструкционным особенностям. Классификация конденсаторов приведена на ри
Параметры конденсаторов
1. Номинальная емкость – это емкость, какую должен иметь конденсатор согласно документации. Значение номинальной емкости устанавливается в соответствии со специальными рядами: Е3, Е6, Е12, Е24, Е48
Система условных обозначений конденсаторов
Обозначение конденсаторов содержит три элемента.
Первый элемент (одна или две буквы) обозначает подкласс конденсатора:
К - постоянная емкость; КТ - подстроечный;
КП - пер
Маркировка конденсаторов
Маркировка конденсаторов может быть буквенно-цифровой, которая включает в себя условное обозначение конденсатора (его тип), номинальное напряжение, емкость, отклонение от номинальной емкости, групп
(2.24)
(2.25)
Величину ТКe обычно находят методом графического дифференцирования кривой e = F(t), как показано на рис. 2.9.
(2.26)
(2.27)
(2.28)
(2.30)
(2.31)
(2.32)
,
(2.34)
(2.35)
(2.36)
(2.37)
(2.38)
Новости и инфо для студентов