Раздел 4.3 Математическое описание диэлектрического нагрева

Используют 1 и 2-ое уравнения Максвелла в дифференциальной форме

Наша цель - исключить H из системы уравнений

подставляем в уравнение 4.2- первое уравнение связи

где из формулы 4.1

2-ое уравнение связи

Будем считать что наши диэлектрики не обладают магнитными свойствами, т.е. =1

Рассмотрим уравнение для полубесконечного тела

это действительный коэффициент, характеризующий взаимодействие электрической составляющей магнитного поля с диэлектрической средой

скорость света

формула Томпсона для периода э.м колебаний

Введем понятие комплексной диэлектрической проницаемости

Тогда запишется в следующем виде:

Решение уравнения будет иметь следующий вид:

только для полубесконечного тела

z- координата вглубь полубесконечного тела

глубина проникновения

Возьмем действительную часть от

При малых

Если подставить c и получим

Пример: рассчитаем глубину проникновения в дистиллированную воду:

=80

=0.01

f=1 МГц

мы получим

Раздел 4.4 Инженерный расчет рабочего конденсатора

Используется 2 типа рабочего конденсатора:

-плоский - цилиндрический

Верхнюю обкладку можно двигать вверх вниз, меняя

Часто наличие воздушного зазора необходимо по техническим соображениям(например для отвода влаги, сушки)

Исходные данные для расчета

1. геометрические размеры диэлектрика

2. электрофизические свойства диэлектрика

3. мощность или температура нагрева

Целью расчета является определение необходимого U на обкладках Р.К. и

Вторая цель- определение параметров схемы замещения

емкость конденсатора, эквивалентная воздушному зазору

емкость конденсатора, эквивалентная нагреваемому диэлектрику

Введем допущение о пренебрежении краевых эффектов

Нарисуем схему замещения

Шаг 1 Зная диэлектрика определим

Шаг 2 из формулы найдем f

Шаг 3 Далее берем f стандарт из ряда 1.76 МГц, 5.28 МГц, 13.7 МГц, 27.4 МГц, 40 Мгц, 80 МГц, 150 МГц и т.д

Это ряд стандартных частот для Д.Н.

Шаг 4 Берем f побольше, возвращаемся к шагу 2 и корректируем f

Шаг 5

Шаг 6 по формуле считаем напряжение на рабочем конденсаторе

Шаг 7 расчет емкостей схем замещения

Шаг 8 расчет

активное сопротивление, эквивалентное выделяющейся в нагр. диэлектрике мощности

Дуговой и плазменный нагрев

Раздел 5.1 Виды электрических разрядов в газах

Пример-кварцевая трубка небольшого диаметра

4 группы процессов:

Ионизация Эмиссия деионизация (рекомб-ия) диффузия

-ударная(подвид ступенчатая ударная) -автоэлектронная

- термоионизация - термоэлектронная

- фотоионизация - фотоэлектронная

- вторичная ион-ия

Ударная- ионизация вследствии столкновения

Термоионизация- энергия вследствии нагрева

Фотоионизация- возбуждение нейтральной частицы с помощью фотонов

Эмиссия вырывание электронов с поверхности катода

Постепенно увеличиваем напряжение между анодом и катодом и таким образом получаем экспериментально обобщённую ВАХ

Область -13..-10 область самостоятельного разряда

до -13 мы считаем что ток не появляется

-10..-6 тлеющий темный разряд

Между тлеющим разрядом переходная зона

от -5..-3 светлый разряд

-1…+1 искровой разряд

+1…+5 дуговой разряд

Разряды, используемые в электротехнологиях:

-дуговой -тлеющий разряд -коронный разряд Предшествует дуговому искровой разряд

Факторы, влияющие на электрический разряд в газах (в частности на дуговой разряд):

-ток(плотность тока) -давление -род тока(постоянный или переменный)

-частота тока(если ток постоянный) - свободное горение или сжатая дуга

-род газа в котором горит дуга -материалы катода и анода -тем-ра дуги