Жидкости

ляно-канифольного компаунда при двух значениях частоты пред­ставляет собой в измененном масштабе температурную зависи­мость диэлектрических потерь Р_а.

При повышении частоты максимум б смещается в область более высокой температуры: большая частота требует меньшего времени релаксации, необходимого для получения максимума угла потерь, а для уменьшения времени релаксации необходимо снижение вяз­кости, т. е. повышение температуры.

Наименьшие значения tg б на рис. 3-4 соответствуют температу­рам, при которых вязкость жидкости становится настолько малой, что ориентация диполей происходит практически без трения. По­тери в этом случае малы. Дальнейшее возрастание б с повышением температуры объясняется ростом электропроводности, определяющей механизм диэлектрических потерь при повышеннных температурах.

Рассеиваемая мощность Р_а при дипольно-релаксационных потерях в жидком диэлектрике возрастает с частотой до тех пор, пока поляризация успевает следовать за изменением поля (рис. 3-5). Когда же частота становится настолько велика, что дипольные мо­лекулы уже не успевают полностью ориентироваться в направлении поля и 6 падает, то потери Р_а становятся постоянными в соответ­ствии с формулой (3-8). Таким образом, зависимость диэлектрических потерь Р_& от частоты не соответствует частотной зависимости б.

Дипольно-релаксационные потери в маловязких жидкостях при низких частотах незначительны и могут быть меньше потерь сквоз­ной электропроводности. Ниже для сравнения приведены значения е_г и tg б для неполярной и полярной жидкостей при частоте 50 Гц:

Т

(я б

0,001

0,020

2,3;

4,5;

рансформаторное масло Совол

Как видно, тангенс угла диэлектрических потерь неполярной жидкости, например трансформаторного масла, значительно меньше, чем полярной жидкости — совола.

2. 5. Диэлектрические потери в твердых диэлектриках

Диэлектрические потери в твердых диэлектриках необходимо рассматривать в связи с их структурой. Твердые вещества обладают разнообразным составом и строением; в них возможны все виды ди­электрических потерь.

Для удобства рассмотрения диэлектрических потерь в твердых веществах последние можно подразделить на четыре группы: ди­электрики молекулярной структуры, ионной структуры, сегнето- электрики и диэлектрики неоднородной структуры.

Диэлектрические потери в диэлектриках молекулярной струк­туры зависят от вида молекул.

Диэлектрики с неполярными молекулами, не имеющие приме­сей, обладают ничтожно малыми диэлектрическими потерями. К та­ким диэлектрикам относятся: церезин, неполярные полимеры — полиэтилен, политетрафторэтилен, полистирол и др. Указанные вещества в связи с их весьма малыми потерями применяются в ка­честве высокочастотных диэлектриков.

Диэлектрики молекулярной структуры с полярными молеку­лами представляют собой главным образом органические вещества, широко используемые в технике. К ним принадлежат материалы на основе целлюлозы (бумага, картон), полярные полимеры: полиметил- метакрилат (органическое стекло), полиамиды (капрон) и полиуре­таны, каучуковые материалы (эбонит), фенолформальдегидные смолы (бакелит), эфиры целлюлозы (ацетилцеллюлоза), и другие матери­алы. Эти вещества из-за присущей им дипольно-релаксационной поляризации обладают большими потерями, которые существенно зависят от температуры; при некоторых температурах обнаружива­ются максимум и минимум потерь; возрастание потерь после ми­нимума объясняется увеличением потерь от сквозной электропро­водности.

У бумажных диэлектриков даже в высушенном состоянии наблю­дается максимум б при низких температурах (рис. 3-6).

Диэлектрические потери твердых веществ ионной структуры связаны с особенностями упаковки ионов в решетке.

В веществах кристаллической структуры с плотной упаковкой ионов при отсутствии примесей, искажающих решетку, диэлектри­ческие потери весьма малы. При повышенных температурах в таких веществах появляются потери от сквозной электропроводности. К веществам этого типа относятся многочисленные кристаллические неорганические соединения, имеющие большое значение в современ­ном производстве электротехнической керамики, например корунд (А1А), входящий в состав ультрафарфора. Примером соединений такого рода является также каменная соль, чистые кристаллы ко­торой обладают ничтожными потерями; малейшие примеси, искажа­ющие решетку, резко (на два-три порядка) увеличивают диэлектри­ческие потери.

К диэлектрикам кристаллической структуры с неплотной упа­ковкой ионов относя1Ся кристаллические вещества, характеризу-