Vật liệu điện - Chương 7 pptx

Bài Giảng Mơn Học Vật Liệu Điện


Chỉång7
TÄØN HAO ÂIÃÛN MÄI

I Khại niãûm chung
1.1 Mäüt säú âënh nghéa:
1.1.1 Cäng sút täøn hao âiãûn mäi l pháưn nàng lỉåüng to ra bãn trong âiãûn mäi trong 1
âån vë thåìi gian lm cho âiãûn mäi nọng lãn khi cọ âiãûn ạp âàût vo âiãûn mäi.
Kê hiãûu P[W]
1.1.2 Sút täøn hao âiãûn mäi: l pháưn cäng sút âiãûn mäi tênh cho 1 âån vë thãø têch âiãûn
mäi. Tỉïc l nàng lỉåüng to ra bãn trong âiãûn mäi
trong 1 âån vë thåìi gian trãn mäüt âån vë thãø têch khi cọ
âiãûn ạp tạc dủng vo.
Kê hiãûu p = )(
3
m
W
V
P

1.1.3 Gọc täøn hao âiãûn mäi: l gọc phủ ca gọc lãûch
pha giỉỵa dng âiãûn chảy trong âiãûn mäi v âiãûn ạp tạc
dủng lãn âiãûn mäi
Kê hiãûu:
δ våïi
ϕδ
−=
o
90 (âäü)

1.2 Så âäư thay thãú tênh täøn tháút âiãûn mäi:
Âäúi våïi mäüt khäúi âiãûn mäi báút kç, dỉåïi tạc dủng ca âiãûn trỉåìng âãưu âỉåüc âàûc trỉng båỵi 2
âải lỉåüng cå bn : C( âiãûn dung âiãûn mäi) v âiãûn tråí R ca âiãûn mäi
Âãø âån gin trong tênh toạn, 2 âải lỉåüng âọ cọ thãø ghẹp näúi tiãúp hồûc song song nhau (giạ
trë 2 âải lỉåüng trãn cọ thãø khạc nhau). Ta cọ 2 dảng så âäư







Trong âọ: C
s
v C
p
l cạc âải lỉåüng âàûc trỉng cho hiãûn tỉåüng phán cỉûc trong âiãûn mäi
r
s
v R
p
l âải lỉåüng thãø hiãûn tênh dáùn âiãûn ca âiãûn mäi.
+ Trong så âäư näúi tiãúp r
s
=0 thç khäng cọ täøn tháút âiãûn mäi, khi rs cng tàng lãn thç täøn
tháút cng tàng
+ Trong så âäư näúi song song R
p
->

∞
thç khäng cọ täøn tháút âiãûn mäi, khi R
p
cng nh
thç täøn tháút cng tàng lãn
ϕ

δ

I
U

C
s
r
s

C
p

R
p

Så däư näúi näúi tiãúp
Så däư näúi song song
Bi Ging Mụn Hc Vt Liu in

1.3 Caùch tờnh tọứn thỏỳt õióỷn mọi:
Caùch tờnh:
-Duỡ sồ õọử thay thóỳ ồớ daỷng bỏỳt kỗ cuợng coù thóứ õổa vóử 2 daỷng chờnh : sồ õọử nọỳi tióỳp vaỡ sồ õọử

song song.
-Veợ õọử thở vecto
-Xaùc õởnh goùc lóỷch pha => goùc tọứn hao õióỷn mọi
-Xaùc õởnh cọng suỏỳt tọứn hao õióỷn mọi
1.3.1 Tờnh tọứn hao õióỷn mọi sồ õọử nọỳi tióỳp:
Theo õởnh luỏỷt kiffsof:
)./(

ss
CIjrIU =
Theo õọử thở vectồ ta coù
tg

=cotg

=
)./(
.

s
s
CI
rI
=

.
ss
Cr
Cọng suỏỳt tọứn hao õiónỷ mọi:
P

s
= r
s
.I
2
= r
s.
).(r
22
s
2
2

s
C
U
+
=





2
2
2
2
2
1

1).(
.)(
tg
tg
UC
Cr
U
Cr
s
ss
ss
+
=
+

1.3.2 Trong sồ õọử song song:

Theo õởnh luỏỷt kiffsof:


p
p
CUj
R
U
I +=
Theo õọử thở vectồ ta coù

tg

=cotg

=

.
p
p
UC
R
U
=

.
1
pp
CR


P
p
=R
p
.I
2
R
=
p
p
R
U

R
2
2
.
=



tgUC
CR
UC
R
U
p
pp
p
p



2
2
2
==
Vỏỷy trong 2 sồ õọử tọứn hao õióỷn mọi õóửu phuỷ thuọỹc vaỡo tg


1.3.3 Mọỳi quan hóỷ cuớa 2 sồ õọử:
Do 2 sồ õọử õóửu thay thóỳ cho cuỡng mọỹt khọỳi õióỷn mọi cho nón tọứn hao õióỷn mọi trong hai
sồ õọử vaỡ goùc tọứn hao phaới bũng nhau

+ Tọứn hao trong 2 sồ õọử bũng nhau: P
s
= P
p
=>

tgUC
p

2
=



2
2
1

tg
tg
UC
s
+

=>
p
C
=

2

1 tg
C
s
+

I.r
s

I/(C
p
.

)
U
I
U.C
p
.


U
U/R
p

Bi Ging Mụn Hc Vt Liu in

+ Goùc tọứn hao õióỷn mọi bũng nhau: tg

=

.
1
pp
CR
=

.
ss
Cr
Thóỳ C
p
vaỡo =>


.
1
2
sp
CR
tg+
=

.
ss
Cr => R
p
=
2
2
2

2
)(
)1(
.
) (
)1(
.




tg
tg
r
Cr
tg
r
s
ss
s
+
=
+

Do õọỳi vồùi õióỷn mọi, maỷch coù tờnh dung lồùn nón tg

<<1
ệ Cp
s
C vaỡ R

p
= )
)(
1
1.(
2

tg
r
s
+ >>
s
r
1.3.4 Suỏỳt tọứn hao õióỷn mọi
P=

tgUC
p

2
=

tgUC
2

Vồùi: C=
0
.C

9
0
10.9 4
1


= (F/m);
C
d
S
00

= vồùi d(m) laỡ khoaớng caùch giổợa 2 baớn cổỷc; S(m
2
) laỡ dióỷn tờch bóử mỷt baớn cổỷc.
U=E.d vồùi E(V/m) laỡ cổồỡng õọỹ õióỷn trổồỡng trong khe hồớ

f 2


= f laỡ tỏửn sọỳ õióỷn aùp õỷt vaỡo
=> P=

tgUC
2
=
.

9
1094

1

.
d
S
. f 2

.E
2
.d
2
.tg

=
.

9
1018
1
.
.
f .E
2
.S.d.tg


p =
V
P
= .

9
1018
1
.
.
f .E
2
.tg

=kE
2

vồùi : k=
.

9
1018
1
.
.
f
.tg (W/V
2
m)
1.4 Caùc nguyón nhỏn gỏy tọứn hao õióỷn mọi:
1.4.1 Tọứn hao õióỷn mọi do phỏn cổỷc:
- Tọứn hao naỡy do hióỷn tổồỹng phỏn cổỷc chỏỷm gỏy ra, thổồỡng thỏỳy ồớ caùc chỏỳt coù cỏỳu taỷo
lổồợng cổỷc vaỡ cỏỳu taỷo ion raỡng buọỹc khọng chỷc cheợ.
- Tọứn thỏỳt naỡy gỏy ra do sổỷ phaù huyớ chuyóứn õọỹng nhióỷt cuớa caùc ion hoỷc phỏn tổớ lổồợng

cổỷc dổồùi taùc duỷng cuớa õióỷn trổồỡng, sổỷ phaù huyớ traỷng thaùi naỡy laỡm mỏỳt maùt nng lổồỹng vaỡ
laỡm cho õióỷn mọi bở noùng lón
- Tọứn hao do phỏn cổỷc tng theo tỏửn sọỳ õióỷn aùp õỷt vaỡo õióỷn mọi
- Tọứn hao do phỏn cổỷc phuỷ thuọỹc vaỡo nhióỷt õọỹ, tọứn hao õaỷt cổỷc õaỷi taỷi 1 nhióỷt õọỹ nhỏỳt õởnh
õỷc trổng cho mọựi chỏỳt õióỷn mọi.
1.4.2 Tọứn hao do õióỷn dỏựn roỡ:
Trong bỏỳt kỗ chỏỳt õióỷn mọi naỡo luọn tọửn taỷi caùc õióỷn tổớ tổỷ do, dổồùi taùc duỷng cuớa õióỷn
trổồỡng caùc õióỷn tổớ tổỷ do naỡy seợ dởch chuyóứn theo chióửu taùc duỷng cuớa õióỷn trổồỡng, taỷo nón
doỡng õióỷn roỡ. Doỡng roỡ naỡy, kóỳt hồỹp vồùi õióỷn trồớ õióỷn mọi gỏy nón tọứn thỏỳt nhióỷt.
Tọứn hao do doỡng roỡ õổồỹc xaùc õởnh

=

,
f
1081
tg
12

Bi Ging Mụn Hc Vt Liu in

Trong õoù : laỡ hũng sọỳ õióỷn mọi
f laỡ tỏửn sọỳ õióỷn aùp

laỡ õióỷn trồớ suỏỳt cuớa khọỳi õióỷn mọi ( ).cm


Khi nhióỷt õọỹ tng thỗ tọứn hao õióỷn mọi caỡng tng
P=Po. e
t.

Trong õoù: Po laỡ tọứn hao ồớ nhióỷt õọỹ 20
o
C

laỡ hóỷ sọỳ nhióỷt.
T laỡ õọỹ chónh nhióỷt so vồùi 20
o
C
1.4.3 Tọứn hao do ion hoaù:
Tọứn thỏỳt naỡy thổồỡng gỷp trong chỏỳt khờ, khi trong mọi trổồỡng khờ coù xaớy ra ion hoaù. Tọứn
thỏỳt naỡy õổồỹc tờnh theo cọng thổùc
P
i
= A
i
.f.(U-U
o
)
3

Trong õoù: A
i
laỡ hũng sọỳ õọỳi vồùi tổỡng chỏỳt khờ
f laỡ tỏửn sọỳ õióỷn aùp õỷt vaỡo
U
o
laỡ õióỷn aùp bừt õỏửu gỏy ion hoaù chỏỳt khờ
Trở sọỳ U
o
phuỷ thuọỹc vaỡo tổỡng loaỷi chỏỳt khờ, nhióỷt õọỹ vaỡ aùp suỏỳt laỡm vióỷc cuớa chỏỳt khờ.Tuy

nhión, coỡn tuyỡ thuọỹc vaỡo mổùc õọỹ õọửng nhỏỳt cuớa õióỷn trổồỡng. Cuỡng 1 giaù trở õióỷn aùp õỷt
vaỡo nhổng õióỷn trổồỡng õóửu seợ khoù gỏy ion hoaù hồn so vồùi õióỷn trổồỡng õóửu.
1.4.4 Tọứn hao do cỏỳu taỷo khọng õọửng nhỏỳt:
Tọứn thỏỳt naỡy xaớy ra trong caùc vỏỷt lióỷu coù cỏỳu taỷo khọng õọửng nhỏỳt. óứ xaùc õởnh tọứn hao
õióỷn mọi trong trổồỡng hồỹp naỡy ta phaới xem õióỷn mọi gọửm 2 õióỷn mọi gheùp nọỳi tióỳp nhau






Goùc tọứn hao õióỷn mọi õổồỹc xaùc õởnh

N
M
mn
tg

.
3
2




+
+
=
Vồùi m = R
1

+R
2

n=
2
1
2
1
2
1
2
2
2
2
RRCRRC + ; M=
2
2
2
1
2
1
RCRC + ;N=
2
2
2
1
2
1
2
1

2
1
2
2
2
2
RCRCRCRC + ;
II Tọứn hao õióỷn mọi khờ:
- ớ õióửu kióỷn bỗnh thổồỡng vaỡ õióỷn trổồỡng thỏỳp, tọứn hao õióỷn mọi khờ chố do doỡng roỡ gỏy ra
coỡn tọứn hao do phỏn cổỷc trong õióỷn mọi khờ hỏửu nhổ khọng õaùng kóứ (vỗ mỏỷt õọỹ phỏn tổớ
rỏỳt thỏỳp nón dổồùi taùc duỷng cuớa õióỷn trổồỡng caùc phỏn tổớ lổồợng cổỷc phỏn cổỷc khọng gỏy nón
tọứn thỏỳt ). Khi õoù goùc tọứn hao õióỷn mọi xaùc õởnh theo:
R
1
R
2
C
1
C
2
11

;
22


;
E
Bài Giảng Mơn Học Vật Liệu Điện

tg
f
10.8,1
12
ρε
δ
=
Vê dủ: khäng khê cọ
818
104tgHz50f1cm10
−
≤δ=>=≈εΩ=ρ .;);.(
- Khi âiãûn ạp âàût vo âiãûn mäi låïn âãø quạ trçnh ion hoạ va chảm xy ra, trong âiãûn mäi
ngoi täøn hao do dng r cn cọ täøn hao do phán cỉûc. Do âọ täøn hao trong âiãûn mäi khê
cọ trë säú låïn. Täøn tháút cäng sút âỉåüc xạc âënh nhỉ sau
P= U
2
δ
ω
tgC
hồûc P

= A
i
.f.(U-U
o
)
3

- Nhỉ váûy ta tháúy lục ny tg
δ
s l hm phủ thüc vo âiãûn ạp .Quan hãû
)(Uftg =
δ

nhỉ sau
Gii thêch: âỉåìng cong âỉåüc chia lm thnh 3 âoản
+ Khi U<U
o
Trong âiãûn mäi chè cọ täøn hao do dng
r gáy ra. Do säú lỉåüng âiãûn têch tỉû do trại dáúu êt xy
ra hiãûn tỉåüng tại håüp khi âiãûn ạp tàng. Nãn tg
δ
tàng
lãn theo âiãûn ạp
+ Khi U≥ U
o
trong cháút khê xy ra quạ trçnh ion hoạ
va chảm, tảo ra säú lỉåüng âiãûn têch tỉû do låïn, nãn tg
δ

tàng lãn
+ Khi U>U
B
háưu hãút cạc phán tỉí âãưu bë ion hoạ cho nãn säú phán tỉí tham gia ion hoạ gim
hay tg
δ
gim
- Åí táưng säú cao hiãûn tỉåüng ion hoạ v täøn hao trong âiãûn mäi tàng âãún mỉïc cọ thãø lm

cho âiãûn mäi bë chạy v phạ hu.
III Täøn hao âiãûn mäi ràõn
3.1 Âiãûn mäi ràõn cọ cáúu tảo phán tỉí:
Våïi âiãûn mäi ràõn cọ cáúu tảo phán tỉí khäng phán cỉûc khäng chỉïa tảp cháút, täøn hao khäng
âạng kãø v ch úu l do âiãûn dáùn gáy nãn. Cạc cháút ny thỉåìng âỉåüc sỉí dủng trong thiãút
bë vä tuún.
3.2 Våïi cháút ràõn cọ cáúu tảo phán cỉûc:
Täøn tháút âiãûn mäi trong cạc cháút ny bao gäưm c täøn hao do âiãûn dáùn v täøn hao do hiãûn
tỉåüng phán cỉûc gáy nãn. Trong âọ täøn hao chiãúm t lãû låïn.
Täøn hao trong cạc âiãûn mäi ny tàng lãn khi táưn säú tàng v cọ trë säú låïn åí táưn säú siãu cao.
Vç váûy, cạc âiãûn mäi ny khäng âỉåüc dng trong cạc thiãút bë vä tuún.
3.3 Âiãûn mäi ràõn cọ cáúu tảo ion:
3.3.1 Âiãûn mäi ràõn cọ cáúu tảo ion rng büc chàûc ch nãúu khäng cọ tảp cháút lm biãún
dảng mảng lỉåïi tinh thãø thç täøn tháút cọ giạ trë bẹ. Khi nhiãût âäü tàng do âiãûn dáùn tàng nãn
täøn tháút tàng
3.3.2 Âiãûn mäi cọ cáúu tảo ion rng büc khäng chàûc ch:
+ Våïi cháút cọ kh nàng kãút tinh: âàûc trỉng bàòng phán cỉûc cháûm lm tàng täøn tháút âiãûn
mäi.
tg
δ

U
U
o
U
B
Bài Giảng Mơn Học Vật Liệu Điện

+ Våïi âiãûn mäikhäng kãút tinh: Thu tinh hỉỵu cå bao gäưm täøn tháút do phán cỉûc v do
âiãûn dáùn dáy nãn

3.4 Täøn tháút âiãûn mäi ràõn cọ cáúu tảo khäng âäưng nháút :
Âiãûn mäi khäng âäưng nháút l âiãûn mäi cọ êt nháút 2 pha cháút träün láùn vãư màût cå hc våïi
nhau v khäng âỉåüc tạc dủng hoạ hc våïi nhau. Vê dủ gäúm sỉï cäng nghãû cao (Pha cháút
tinh thãø, pha cháút thu tinh, pha cháút khê). Täøn tháút âiãûn mäi khê phủ thüc vo:
+ Âàûc âiãøm v t lãû khäúi lỉåüng cạc pha cháút trong gäúm
+ Pha thãø khê lm tàng täøn tháút âiãûn mäivç trong âiãûn trỉåìng låïn s gáy nãn ion hoạ cháút
khê
Ngoi ra, nãúu cọ cạc tảp cháút bạn dáùn dáùn âiãûn bàòng âiãûn tỉí hồûc cọ cạc läù häøng thç täøn
tháút cng tàng lãn
IV. Täøn hao âiãûn mäi lng
4.1 Âiãûn mäi lng trung tênh:
Täøn hao trong âiãûn mäi chè do âiãûn dáùn gáy nãn nãúu cạc cháút khäng chỉïa phán tỉí lỉåỵng
cỉûc . Âäúi våïi cháút lng tinh khuút thç âiãûn dáùn ráút bẹ do âọ cäng sút täøn hao cng ráút
bẹ. Trë säú tg
δ
cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc
tg
f
10.8,1
12
ρε
δ
=
Vê dủ: Dáưu mạy biãún ạp
515
1081tgHz50f22cm10
−
≤δ=>=≈εΩ=ρ .,;,);.(
So våïi cháút khê tg
δ

cọ trë säú bẹ hån so våïi dáưu mạy biãún ạp
4.2 Âäúi våïi cháút lng cỉûc tênh:
- Tu theo âiãưu kiãûn nhiãût âäü, táưn säú ngoi täøn tháút do âiãûn dáùn gáy nãn cn cọ täøn tháút do
phán cỉûc lỉåỵng cỉûc cháûm gáy nãn. Do âọ, cäng sút täøn hao thỉåìng cọ trë säú låïn
- Quan hãû giỉỵa täøn hao âiãûn mäi v nhiãût âäü: Mäùi âiãûn mäi âảt trë säú cỉûc âải tải mäüt nhiãût
âäü nháút âënh tu âàûc trỉng cho cạc cháút âiãûn mäi.







- Quan hãû giỉỵa täøn hao âiãûn mäi v táưn säú âiãûn ạp âàût vo:






tg
δ
P
f
t
o
tgδ

f
1

f
2
>
f
1
t
1
t
2
Bi Ging Mụn Hc Vt Liu in




Nhỏỷn xeùt: Khi tỏửn sọỳ
f tng lón thỗ õióứm cổỷc õaỷi cuớa tg

dởch chuyóứn dỏửn vóử phờa nhióỷt õọỹ
cao
Tón õióỷn mọi


tg

ồớ nhióỷt õọỹ 20
o
C
f=10
6
Hz

Ghi chuù
Dỏửu tuỷ õióỷn 2,2 0,0002 Chỏỳt loớng trung tờnh
Dỏửu thỏửu dỏửu 4,5 0,01 Chỏỳt loớng cổỷc tờnh