介質(zhì)在電壓作用下的能量損耗

從前面講的電介質(zhì)的極化和電導(dǎo)可以看出，介質(zhì)在電壓作用下有能量損耗。一種是由電導(dǎo)引起的損耗；另一種是由某種極化引起的損耗，如極性介質(zhì)中偶極子轉(zhuǎn)向極化等。電介質(zhì)在電壓作用下的能量損耗簡稱介質(zhì)損耗。

在直流電壓下，由于介質(zhì)中沒有周期性的極化過程，因此，當(dāng)外施電壓低于發(fā)生局部放電的電壓時，介質(zhì)中的損耗僅由電導(dǎo)所引起，這時用體積電導(dǎo)率和表面電導(dǎo)率兩個物理量已能夠表達(dá)，所以直流電壓下不需要再引入介質(zhì)損耗這個概念。

在交流電壓下，除電導(dǎo)損耗外，還由于周期性的極化而引起能量損耗。設(shè)有交流電壓。作用于某介質(zhì)。由于介質(zhì)中有損耗，所以電流/不是純粹的電容電流，而是包含有功和無功兩個分量i_r和i_c，即

i=i_r+i_c

所以電源供給的視在功率W=P+jQ=U（I_r+jI_c）=UI_r+jUI_c。于是介質(zhì)損耗P=Qtanδ，δ稱介質(zhì)損失角，它是功率因數(shù)角的余角。有損介質(zhì)的等值電路和相量圖如下圖所示。上述等值電路只有計算上的意義，因為它不能確切地反映物理過程。

有損介質(zhì)的等值電路及相量圖

在電壓很高或頻率很高的場合，介質(zhì)損耗將顯著增大，引起介質(zhì)的溫度上升， 絕緣的電氣性能下降，介質(zhì)損耗的程度可以用介質(zhì)損失角正切tanδ來表示。它是一個只與材料特性有關(guān)，而與材料尺寸或所加電壓無關(guān)的物理量。

發(fā)布時間:2021-12-16 訪問次數(shù):2934