034 (15)

Ćwiczenie 3

Schematy zastępcze dielektryków

WIADOMOŚCI P0D5IAW0WE

3.1. Wstęp

W badaniach służących ocenie materiałów i układów elektroizolacyjnycn wykonuje się pomiary rezystancji, pojemności i współczynnika strat dielektrycznych, które za leżą nie tylko od właściwości materiałów, ale również oo geometrii układu izolacyjnego. Wpływ geometrii układu można uwzględnić w obliczeniach tylko w układach izolacyjnych o polu jednostajnym Ł w niektórych podstawowych układach o potu niajednostajnym. 2 tego powodu układy izolacyjne przedstawia się w postaci schematów zastępczych, które można stosować przy dowolnym rozkładzie pola elektrycznego. Są one korzystne w przypadku pól niejednostajnych i dielektryków niejednorodnych. Schematy zastępcze umożliwiają analizę procesów i zjawisk fizycznych w dielektrykach, a także ich modelowanio [lj. Do zjawisk tych nale2ą przede wszystkim konduktywność i polaryzacja, będące źródłem strat dielektrycznych. Analiza ich zależności od częstotliwości jest możliwa na podstawie charakterystyk Cyspersyjnych wielkości charakteryzujących schematy zastępcze.

3.2. Schematy zastępcze dielektryków jednorodnych

Straty dielektryczne w dielektrykach Jednorodnych reprezentuje rezystancja R w połączeniu równoległym lub szeregowym z pojemnością C (rys. 3.1).

Rys. 3.1. Schematy zastępcze: a) równoległy, b) szeregowy, c, d) wykresy wektorowe

Schemat równoległy - 01® dielektryków jednorodnych schemat ten reprezentuje straty upływnościowe spowodowane przewodnictwem jonowym. Kondyktancja zespolona i współczynnik strat dielektrycznych wynoszą

^Yr =	B- * }“^Cr	o.n
	r
tgó	1 cdC R	(3.?)

Schemat szeregowy. Schemat szeregowy jest korzystny dis opisu zjawisk polaryzacji. Konduktancja zespolona i współczynnik strat dielektrycznych wynoszą

JO)

(3.3)

*²R_s Cg i

1 ♦ <o²R²C² s 5

tg6 = «oR_sC_g    (3.4)

3.3. Schematy zastępcze dielektryków niejednorodnych

RÓ2norodne mechanizmy strat dielektrycznych w dielektrykach niejednorodnych reprezentują rezystancje 1 pojemności w dowolnych połączeniach w mieszanych schematach zastępczych (rys. 3.2 i rys. 3.3).