идз 4

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

РАСЧЕТ ЕМКОСТИ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ КОАКСИАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 4

Вариант 8

по дисциплине:

Электротехническое материаловедение

Исполнитель:
студент группы	5А38				20.04.2025
Руководитель:
преподаватель

Томск – 2025

Задание: рассчитать емкость и диэлектрические потери в изоляции коаксиальной конструкции при двух частотах. Указать вид диэлектрика (полярный/неполярный), область применения.

Задано: две частоты, рабочее напряжение коаксиальной конструкции, внешний и внутренний диаметр, длина, материал диэлектрика.

Таблица 1. Исходные данные

						Материал
140	93	0,2	9	0,76	420	ПЭВД – полиэтилен высокого давления

Основные расчётные формулы:

1.Емкость изоляции коаксиального кабеля С:

где  - относительная диэлектрическая проницаемость материала изоляции 8,85 диэлектрическая постоянная [Ф/м], l – длина кабеля [м], D, d – диаметры [м].

2. Мощность диэлектрических потерь в изоляции коаксиального кабеля Р:

где U – напряжение [В], - круговая частота [рад/с], - тангенс угла диэлектрических потерь.

Рисунок 1 – Основные механические и диэлектрические показатели термопластов, нагревостойкость

Рассчитаем ёмкость коаксиальной изоляции кабеля:

Найдем мощность диэлектрических потерь в изоляции коаксиального кабеля

Найдем мощность диэлектрических потерь в изоляции коаксиального кабеля

Вывод: Полиэтилен высокого давления – неполярный диэлектрик. Неполярный диэлектрик – диэлектрик, молекулы которого не обладают собственным дипольным моментом. В отсутствие электрического поля заряды в молекуле распределены симметрично, и центр положительного заряда совпадает с центром отрицательного заряда. Главная особенность данного материала – снижение плотности и повышение эластичности материала. ПЭВД имеет очень низкие диэлектрические потери (низкий тангенс угла диэлектрических потерь, tgδ).

Благодаря своим хорошим диэлектрическим свойствам (низкие диэлектрические потери, высокое электрическое сопротивление), ПЭВД широко используется в качестве изоляционного материала в различных областях: изоляция проводов и кабелей, производство конденсаторов, высокочастотная техника, упаковочные пленки.