Создан заказ №1847334
20 марта 2017
Перечень ссылок 1 Вопрос 1 Эквивалентные схемы замещения диэлектрика в электрическом поле для расчёта потерь
Как заказчик описал требования к работе:
Нужно решение двух задач и реферат по двум вопросам.
1. Эквивалентные схемы замещения диэлектрика в электрическом поле для расчета потерь.
2. Диэлектрические потери от сквозной электропроводности.
1. Керамический конденсатор с диэлектрической проницаемостью ε = 12 был заряжен от источника напряж
ения U = .1,5 кВ и оставлен разомкнутым. Через 10 минут напряжение на обкладках конденсатора уменьшилось в 10 раз. Определить удельное объёмное сопротивление диэлектрика. Поверхностной утечкой тока пренебречь.
2. Построить зависимость диэлектрической проницаемости ε пористого фторопласта-4 от его объёмного веса, если диэлектрическая проницаемость фторопласта-4 без пор равна 2, а плотность 2,3 г/см3
подробнее
Фрагмент выполненной работы:
Перечень ссылок
1. Вопрос 1. Эквивалентные схемы замещения диэлектрика в электрическом поле для расчёта потерь.
Диэлектрические потери — это часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде тепла. Потери мощности в диэлектрике выражаются в соответствии с законом Ома [1]:
P = U2/R.
Удельные потери для единичного объёма диэлектрика:
Pуд =E2/r,
или
Pуд = E2g,
где E - напряжённость электрического поля, В/м;
r - удельное электрическое сопротивление, Ом.м;
g - удельная электрическая проводимость, Ом-1м-1. (работа была выполнена специалистами author24.ru)
В электрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком (без потерь) вектор тока Ic опережает вектор напряжения на 90o. Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90o, называется углом диэлектрических потерь. Тангенс угла диэлектрических потерь равен отношению активной мощности Ра к реактивной Рс [2]:
Векторные диаграммы и схемы замещения для идеального диэлектрика и диэлектрика с потерями показаны на рисунке 1.1.
а) б) в)
Рисунок 1.1 - Схемы замещения и векторные диаграммы идеального диэлектрика а) и диэлектрика с потерями б), в)
Из векторной диаграммы для параллельной схемы замещения диэлектрика тангенс этого угла равен отношению активного и реактивного токов:
Активная мощность потерь рассчитывается по следующей формуле:
Для последовательной схемы замещения:
Мощность потерь в этом случае:
Добротность - параметр обратный тангенсу угла диэлектрических потерь:
Комплексная диэлектрическая проницаемость диэлектрика:
ε* = ε' - jε"
Коэффициент диэлектрических потерь:
ε" = ε’tgδ.
2. Вопрос 2. Диэлектрические потери от сквозной электропроводности.
Потери на электропроводность обусловлены сквозными токами. Это единственный вид потерь в однородном неполярном диэлектрике. Наблюдаются во всех диэлектриках. Потери мощности в диэлектрике выражаются в соответствии с законом Ома:
P = U2/R,
В этом случае используется параллельная схема замещения:
Например, для ионных кристаллов:
На рисунке 2.1 показаны зависимости tgδ(Т) и tgδ(f) [2].
Рисунок 2.1 - Зависимости tgδ от температуры и частоты приложенного напряжения для неполярных диэлектриков
Представляет интерес расчёт диэлектрических потерь в композиционных диэлектриках. Обозначим через С и δ с соответствующими индексами ёмкость и угол диэлектрических потерь для первого и второго слоя диэлектрика, соединённых параллельно. Тогда при параллельном подключении компонентов:
при последовательном подключении
На высоких частотах tgδ, обусловленный сквозным током, составляет менее 10-4. Следует иметь в виду, что tgδ конденсатора с неполярным диэлектриком с ростом частоты уменьшается не беспредельно, а, начиная с некоторой частоты, начинает линейно возрастать.
3. Задача 1. Керамический конденсатор с диэлектрической проницаемостью ε = 12 был заряжен от источника напряжения U = 1,5 кВ и оставлен разомкнутым. Через 10 минут напряжение на обкладках конденсатора уменьшилось в 10 раз. Определить удельное объёмное сопротивление диэлектрика. Поверхностной утечкой тока пренебречь.
Решение:
Для решения задачи применим следующую формулу [1]:
U = U0e-τ/τ0,
где U – напряжение на конденсаторе через время после начала саморазряда в вольтах;
U0 - начальное значение напряжения на конденсаторе в вольтах;
τ - время саморазряда в секундах;
τ0 - постоянная времени конденсатора в секундах и определяется по формуле:
τ0 = СRИЗ,
учитывая, что
и
,
можно написать:
где RИЗ - сопротивление изоляции в омах;
С - ёмкость в фарадах;
ρv - удельное объёмное сопротивление диэлектрика в Ом·м;
ε - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика.
По условию задачи U/U0 = 1/10, тогда
e-τ/τ0 = U/U0 = 1/10,
или
-τ/τ0 = ln0,1,
откуда
τ0 = -τ/ln0,1.
Подставив значение τ0 = 0,884·10-11ρVε, определим ρV:
ρV = τ/0,884·10-11ε(ln0,1),
или
ρV = 600·(-1)/0,884·10-11·12·(-2,3) = 24,6·1011 Ом·м.
4. Задача 2. Построить зависимость диэлектрической проницаемости ε пористого фторопласта-4 от его объёмного веса, если диэлектрическая проницаемость фторопласта-4 без пор равна 2, а плотность 2,3 г/см3.
Известно, что плотность пористого фторопласта-4 колеблется в пределах 0,7…1,8 г/см3 при этом размер пор колеблется от 1 мкм до 60 мкм и выше [3].
Учитывая то, что компоненты в веществе расположены хаотично, значение ε достаточно точно можно определить по формуле , предложенной Л.Д. Ландау и Е.М...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
21 марта 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Перечень ссылок
1 Вопрос 1 Эквивалентные схемы замещения диэлектрика в электрическом поле для расчёта потерь.jpg
2020-10-26 04:39
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
спасибо автору за работу всё сделано качественно и в срок, не большая работа за не большие деньги)))
Хочешь такую же работу?
300 ₽
