Діелектричними втратами (ДП) називають потужність, що розсіюється в діелектрику при впливі на нього електричного поля і викликає нагрівання діелектрика.
ДП не бажані, тому що нагрівання призводить до погіршення властивостей діелектрика і прискоренню процесів теплового старіння.
У силовій електротехніці нагрів призводить до зменшення електричної міцності діелектриків і, отже, до зменшення надійності електрообладнання. У слабкострумових пристроях нагрів призводить до зменшення опору ізоляції і до збільшення струмів витоку в ланцюгах.
Однак, діелектричні втрати використовуються для термообробки матеріалів, який називається діелектричним нагріванням. Діелектричний нагрів відрізняється від класичних способів нагріву тим, що він протікає рівномірно по всьому об'єму і не викликає внутрішніх механічних напружень, які виникають в матеріалі в результаті нерівномірного розподілу температури.
Ідеальним називають діелектрик, в якому відсутні діелектричні втрати. У схемі заміщення такого діелектрика (рис. 3а) буде тільки конденсатор, отже, через діелектрик буде протікати ємнісний струм, який має кут зсуву з напругою # 966; = 90 о.
Втрати потужності в діелектриках спостерігаються як при змінній напрузі, так і при постійному, оскільки діелектрики не є ідеальними і в них завжди присутній наскрізний струм, обумовлений електропровідністю. При постійній напрузі втрати викликаються тільки однією наскрізною провідністю (об'ємної і поверхневої), а при змінній напрузі до них додаються втрати на поляризацію.
Діелектричні втрати в електроізоляційних матеріалів можна характеризувати не в абсолютному вигляді, а розсіюється потужністю, віднесеної до одиниці об'єму, або питомими втратами. Для багатьох ізоляційних конструкцій зі складною формою проблематично визначити обсяг, щоб оцінити величину ДП, знаючи питомі втрати. Тому для оцінки ДП вводять показник, який залежить тільки від якості матеріалу, кут діелектричних втрат (# 948;) і тангенс кута ДП (tg # 948;).
Мал. 19. Векторні діаграми і еквівалентні схеми діелектрика: а) паралельна; б) послідовна
Кутом діелектричних втрат називають кут, що доповнює до 90о кут зсуву фаз між струмом і напругою в ємнісний ланцюга.
Розглянемо схеми заміщення конденсатора з діелектриком, що володіє втратами, при впливі на такий конденсатор змінної напруги (рис. 19).
Використовуючи схеми заміщення і векторні діаграми. виведемо формули для визначення tg # 948; і потужності ДП. Для паралельної схеми заміщення з векторної діаграми на рис. 19:
Тоді потужність ДП:
Для послідовної схеми заміщення:
Так як потужність ДП не залежить від схеми заміщення, то прирівнявши формули (20) і (22), визначимо співвідношення ємностей Ср і Сs:
Для високоякісних діелектриків tg 2 # 948; значно менше одиниці, тому:
Відповідно до формули (24) діелектричні втрати пропорційні квадрату прикладеної до діелектрика напруги і частоті поля. Тому ДП мають важливе значення для матеріалів, використовуваних в високовольтних високочастотних пристроях. Матеріали, призначені для використання в таких пристроях, повинні відрізнятися малими значеннями кута діелектричних втрат і діелектричної проникності.