Вариант 36

Контрольные вопросы.

18. Угол диэлектрических потерь.

Что такое угол диэлектрических потерь?

Углом диэлектрических потерь δ называют угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз φ между током и напряжением в емкостной цепи.

Проанализируйте какие токи текут через диэлектрик в переменном поле?

Поляризационные процессы смещения любых зарядов в веществе, протекая во времени до момента установления и получения равновесного состояния, обусловливают появление поляризационных токов, или токов смещения в диэлектриках. Токи смещения упруго связанных зарядов при электронной и ионной поляризациях настолько кратковременны, что их обычно не удается зафиксировать прибором.

Токи смещения при различных видах замедленной поляризации, наблюдаемые у многих технических диэлектриков, называют абсорбционными токами (или токами абсорбции) I_аб.

При постоянном напряжении абсорбционные токи, меняя свое направление, проходят только в периоды включения и выключения напряжения. При переменном напряжении они имеют место в течение всего времени нахождения материала в электрическом поле.

Наличие в технических диэлектриках небольшого числа свободных зарядов, а также инжекция их из электродов приводят к возникновению небольших токов сквозной электропроводности (или сквозных токов).

Таким образом, полная плотность тока в диэлектрике, называемого током утечки, представляет собой сумму плотностей токов абсорбционного и сквозного.

I_ут = I_аб + I_ск

Каковы основные составляющие реактивного тока?

Основные составляющие активного тока.

Полный ток состоит из двух составляющих - активного тока и реактивного. Активный ток имеет одинаковое направление с действующим напряжением, а вот реактивный сдвиинут по фазе на 90° по отношению к активному. Графически полный ток представляют как диагональ прямоугольника, одна из сторон которого представляет собой активную часть тока, а вторая – реактивную. Полный ток, следовательно, получается как геометрическая сумма активной и реактивной составляющих. Численное значение вычисляется как гипотенуза в прямоугольном треугольнике. И если активную часть обозначить как I_a, реактивную как I_р, то получим для полного тока:

I²=I²_a + I²_p

Можно легко рассчитать активную I_a и реактивную I_р составляющие тока по действующему значению тока с помощью угла сдвига фаз φ:

cos φ = I_a/I; sin φ = I_р/I; I_a = I*cos φ; I_р = I*sin φ

30. Материалы с малыми диэлектрическими потерями (неполярные диэлектрики).

Неполярные диэлектрики. К этому классу диэлектриков относятся вещества, состоящие из атомов и молекул, не обладающих собственными дипольными моментами в отсутствии поля. Типичными примерами таких веществ являются одноатомные благородные газы; газы, состоящие из симметричных двухатомных молекул – кислород, водород, азот; различные органические жидкости масла, бензины; из твердых тел – пластмассы.

51. Материалы высокого удельного сопротивления.

Перечислить материалы, которые относятся к этой группе.

Сплавы высокого электрического сопротивления (высокоомные) могут быть подразделены на две основные группы.

1. Сплавы для изготовления сопро­тивлений: прецизионных (образцовые сопротивления, различные элементы электроизмерительных приборов, ка­тушки сопротивления, шунты, об­мотки потенциометров); технических (регулирующие и пусковые реостаты, нагрузочные элементы).

2. Жаростойкие сплавы (нагрева­тельные элементы электропечей и электронагревательных приборов, на­грузочные элементы).

К высокоомным сплавам относятся также сплавы для термопар и компен­сационных проводов.

В зависимости от назначения к высо­коомным сплавам предъявляют спе­циальные требования. Кроме того, эти сплавы должны обладать возможно большим удельным электрическим со­противлением и иметь хорошие меха­нические свойства — высокую проч­ность и достаточную пластичность, обеспечивающие возможность получе­ния тончайшей проволоки, лент, фоль­ги.

Перечисление:

1. Константан (твердый раствор 40% никеля в меди)

2. Никелин(68,5%Cu; 30%Ni;1.5%Mn)

3. Нейзильбер(65%Cu;15%Ni;20%Zn)

4. Манганин(80%Cu;3%Ni;12%Mn)

5. Нихромы (например 20%Cr;80%Ni)

6. Железохромалюминиевые сплавы (например 23%Cr;5%Al;остальное железо)

7. Сплавы на основе благородных металлов (например серебряный манганин)

Какие требования предъявляются к этим материалам?

Материалы высокого электрического сопротивления используются для поглощения электрической энергии и преобразования ее в тепло. Очевидно, что к таким материалам будут предъявляться следующие требования:

Высокое удельное сопротивление

Высокая механическая прочность

Технологичность - то есть способность к сварке, пайке, высокая пластичность.

Высокая коррозионная стойкость.

Низкая стоимость.

Низкое значение термо- Э.Д.С. в паре с медью.

Малый температурный коэффициент сопротивления

Отметить особые требования, которые предъявляются к мате­риалам для нагревательных элементов и к материалам для термо­пар.

Из жаростойких сплавов изготов­ляют нагрузочные и нагревательные элементы. Высокая жаростойкость, т. е. длительная устойчивость против окисления и воздействия различных газов при рабочей (обычно высокой) температуре, является главным тре­бованием для таких сплавов.

Термоэлектродные сплавы приме­няют для изготовления термопар и компенсационных проводов. Сплавы для термопар должны обладать боль­шой термо - э. д. с. в паре с другими металлами или сплавами в интервале рабочих температур, постоянством термоэлектрических свойств и устой­чивостью против окисления и действия высокой температуры.