Діелектричні втрати по їх особливостям і фізичну природу можна поділити на чотири основних види:
1. Діелектричні втрати, зумовлені наскрізний електропровідністю.
2. Діелектричні втрати, зумовлені поляризацією.
3. Діелектричні втрати, зумовлені неоднорідністю структури.
4. Діелектричні втрати на іонізацію.
5. Резонансні діелектричні втрати.
Діелектричні втрати, зумовлені наскрізний електро-
провідний, проявляються у всіх без винятку діелектриках, як в постійних, так і в змінних електричних полях.
Тангенс кута ДП на електропровідність визначається за формулою:
де f - частота зовнішнього електричного поля, Гц; # 603; - відносна діелектрична проникність діелектрика; # 961; - питомий об'ємний електричний опір матеріалу,.
Якщо в формулу (25) підставити значення tg # 948; з урахуванням, що кутова частота. виходить, що потужність ДП на електропровідність не залежить від частоти (рис.20, а). Діелектричні втрати, зумовлені електропровідністю діелектрика, зростають з температурою (рис. 20, б) за експоненціальним законом:
де Pt - втрати при температурі t ° С; P0 - втрати при температурі 0 ° С; # 945; - постійна матеріалу.
Тангенс кута ДП змінюється в залежності від температури за тим же законом, що і втрати в діелектрику.
Мал. 20. Залежність потужності ДП і tg # 948; від частоти (а) і температури (б) для діелектрика, втрати в якому обумовлені наскрізною електропровідністю
Діелектричні втрати на поляризацію спостерігаються в діелектриках з релаксаційним видами поляризації (полярних, діелектриках іонної структури з нещільної упаковкою іонів, сегнетоелектриках).
Діелектричні втрати, зумовлені неоднорідністю
структури. спостерігаються в шаруватих діелектриках з просоченого паперу та тканини, а також в пластмасах з наповнювачем, в пористої кераміки, в похідних слюди - Мікаленти, мікалексу і т.п. З огляду на розмаїття структури неоднорідних діелектриків і особливостей, що містяться в них компонентів, загальної формули розрахунку діелектричних втрат не існує.
У електроізоляційної техніці застосовується велика ко
личество композиційних матеріалів, що володіють неоднорідною структурою. В одних випадках це визначається вимогами механічної міцності (волокниста основа), в інших - здешевленням вартості і наданням необхідних властивостей (наповнювачі в пластмасах і резинах), по-третє - використанням цінних відходів (слюдяні матеріали). Втрати в таких матеріалах мають складні залежності.
Як приклад на рис. 21 приведена залежність tg # 948;
від температури для конденсаторного паперу, просоченої ком-
Паундом (80% каніфолі і 20% трансформаторного масла) .Такая просочена папір відноситься до діелектриків з неоднорідною структурою і діелектричні втрати визначаються електричними властивостями обох компонентів.
Мал. 21. Залежність tg # 948; від температури для просоченої
компаундом конденсаторного паперу
Як видно з рис. 21, залежність tg # 948; від температури має два максимуми: перший (при низьких температурах) характеризує дипольно-релаксаційні втрати самого паперу (целюлози), другий (при більш високій температурі) обумовлений дипольно-релаксаційним втратами просочує компаунда.
Іонізаційні діелектричні втрати властиві діелектриків в газоподібному стані або твердим діелектриків, що мають газові включення. Іонізаційні втрати проявляються в неоднорідних електричних полях при напряженностях, що перевищують значення, відповідне початку іонізації даного газу. Іонізаційні втрати можуть бути обчислені за формулою:
де А - постійний коефіцієнт; f - частота прикладеної напруги; Uі - напруга, відповідне початку іонізації.
Формула справедлива тільки при U> Uі. Іонізаційну напруга Uі залежить від тиску, при якому знаходиться газ. Зі збільшенням тиску газу величина напруги початку іонізації зростає, так як збільшується щільність газу і зменшується довжина вільного пробігу носіїв зарядів, що викликають ударну іонізацію молекул газу.
Резонансні діелектричні втрати відбуваються в діелектрику, коли частота електричного поля наближається до частоти власних коливань елементарних частинок діелектрика (f = 10 9 - 10 10 Гц).