Studijní materiály

Zpět

Hromadně přidat materiály

protokol

BMTD - Materiály a technická dokumentace

Hodnocení materiálu:

Vyučující: Ing. Zdenka Rozsívalová

Zjednodušená ukázka:

Stáhnout celý tento materiál

(ω) a tg δ(ω).
Společným projevem obou těchto jevů jsou dielektrická ztráty, jejichž důsledkem je přeměna části energie elektrického pole na energii tepelnou.
Za míru dielektrických ztrát se považuje nejčastěji ztrátový činitel tg δ. Je to veličina závislá na konduktivitě izolantu a podobně jako permitivita na uplatňujícím se polarizačním mechanismu. Jeho hodnota se v závislosti na teplotě a kmitočtu mění v širokých mezích; za kvalitní izolanty se považuji takové materiály, které mají při teplotě místnosti ztrátový činitel menší než 1.10-2.
Fyzikální děje probíhající v izolantu lze modelovat pomocí různých náhradních schémat složených z ideálních prvků. Jednoduché náhradní schéma je uvedeno na obrázku, v němž Rv odpovídá proudu iv tekoucím izolantem v důsledku jeho vodivosti, sériový člen Ra, Ca představuje ve zjednodušená formě děje polarizační, zatímco kapacita C0 odpovídá kapacitě geometrické.
Pro účely měření se náhradní schéma dále zjednodušuje. Používá se buď sériové (viz obr. 3.4), nebo paralelní schéma, skládající se pouze ze dvou ideálních prvků. Při své jednoduchosti a snadné aplikovatelnosti v měřicích obvodech mají obě schémata jeden společný nedostatek – nevysvětlují výstižně příčiny vzniku dielektrických ztrát, což platí obzvláště pro sériové schéma. Na alternativní volbě zapojení pro měřicí účely nezáleží, neboť se jedná o fiktivní zapojení ve skutečnosti neexistujících prvků.
a pro ztrátový výkon
Obdobně pro paralelní náhradní schéma platí
Protože hodnota ztrátového výkonu musí být pro obě zapojení ekvivalentní, získají se porovnáním rovnic vztahy mezi jednotlivými prvky v sériovém a paralelním náhradním obvodu.
Pro kvalitní dielektrika (tg δ < 10-2) lze zanedbat tg2 δ vůči jedničce a platí pak zjednodušený vztah.
Výraz pro ztrátový činitel tg δ, který je mírou vodivostních ztrát, lze odvodit pomocí paralelního náhradního zapojení, v němž vodivostní děje jsou znázorněny vnitřním odporem Rv . Pak platí
kde ρv je vnitřní rezistivita izolantu.
Kmitočtová závislost tg δv je dána vztahem, ze kterého vyplývá, že vodivostní složka ztrát se uplatňuje hlavně při nízkých kmitočtech. Při vysokých a středních kmitočtech je zanedbatelná vůči polarizační složce ztrát. Výsledná kmitočtová závislost celkových ztrát je pak superpozicí obou průběhů.
Naměřený ztrátový činitel tg δnam je mírou celkových ztrát
Při vysokých kmitočtech je možno vodivostní složku zanedbat, při nízkých kmitočtech (f < 102 Hz) je nutno provádět korekci podle vztahu, pokud se požaduje vyčíslení ztrátového činitele, který je mírou polarizačních ztrát
Měřicí metoda a použité zařízení
Měření na Q-metru patří k rezonančním metodám substitučním s použitím přímého měření nakmitaného napětí na rezonančním obvodu.
Měřicí přístroj udává činitel napěťového nakmitání rezonančního obvodu, složeného z měřené cívky a vestavěného nízkoztrátového ladicího kondenzátoru. Principiální schéma Q-metru je uvedeno na obr. 3.6.
Vysokofrekvenční generátor napájí rezonanční obvod přes vhodný vazební člen. Budicí napětí na vstupu měřicího obvodu Ub je udržováno na konstantní hodnotě. Po nastavení obvodu do rezonance pomocí ladicího kondenzátoru CN vzroste napětí na kondenzátoru na hodnotu Uc. Činitel napěťového nakmitání pak je
Materiály a technická dokumentace – laboratorní cvičení 21
Činitel jakosti obvodu Q souvisí s činitelem nakmitání Qf vztahem
v němž CL je vlastní kapacita měřené cívky a CN je kapacita ladicího kondenzátoru. Je-li vlastní kapacita cívky zanedbatelná oproti CN, je možno psát
Výstupní elektronický voltmetr V2 sloužící jako indikátor rezonance, je cejchován přímo v hodnotách činitele nakmitání Qf.
Náhradní schéma měřicího rezonančního obvodu lze vyjádřit se sériovým ztrátovým odporem měřené cívky, což lépe odpovídá fyzikální podstatě, nebo s paralelním odporem, což je výhodnější pro výpočty obvodů. Je-li normálový kondenzátor CN uvažován jako bezeztrátový, lze činitel jakosti vyjádřit vztahem
v němž L je indukčnost měřené cívky, Rs je ekvivalentní sériov

Stáhnout celý tento materiál

Předchozí

1 2 3

Další

Vloženo: 18.05.2009

Velikost: 236,00 kB

Stáhnout celý tento materiál

Komentáře

Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.

Mohlo by tě zajímat:

Skupina předmětu BMTD - Materiály a technická dokumentace
Reference vyučujících předmětu BMTD - Materiály a technická dokumentace
Reference vyučujícího Ing. Zdenka Rozsívalová

Podobné materiály