Расчет электрического сопротивления, потерь энергии и токов истока
Электроизоляционными материалами называются такие материалы, с помощью которых осуществляется электрическая изоляция между токопроводящими частями, которые находятся под разными электрическими потенциалами. Диэлектрика совместимо с токопроводящими электродами образует конденсатор. Электроизоляционные материалы под действием постоянного электрического поля обнаруживают свойства электропроводимости. При приложении напряжения к диэлектрику возникает сквозной ток истока. Сквозной ток истока состоит из объемного Iv и поверхностного Is токов
Iвит = Iv + Is (1)
где Iv - о емкий ток истока, который протекает по всему объему куба между двумя параллельными гранями.
Is - поверхностный ток, который протекает сквозь противоположные стороны квадрату.
Электрическая проводимость диэлектрика характеризуется параметрами:
- удельной объемной проводимостью Gv Или удельным объемным сопротивлением Rv;
- удельной поверхностной проводимостью Gs Или удельным поверхностным сопротивлением Rs;
В однородном поле удельное объемное сопротивление для плоского образца вещества обсчитывается по формуле
(2)
где RV - объемное сопротивление, Ом ;
S - площадь электрода, м;
h - толщина образца, г.
Удельное поверхностное сопротивление обсчитывается за формулой
(3)
где Rs - полное поверхностное сопротивление образца, Ом;
d1, d2 - соответственно диаметры измерительного и охранительного электродов, г.
Проводниковым называют материалы, основными свойствами которых является возможность по отношению к другим ЕТМ владеть сильной электропроводностью. Электрическая проводимость металлических проводников G (См/м) не зависит от напряженности электрического поля Е и описывается выражением
(4)
где J - плотность тока, А/м2.
Величина обратная удельной электрической проводимости называется удельным электрическим сопротивлением и определяется за формулой
(5)
где R - общее сопротивление проводника, Ом;
S - площадь поперечного пересечения проводника, м2;
L - длина проводника, г.
Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления - показывает как изменяется удельное сопротивление проводника при увеличении или снижении температуры и определяется за формулой
(6)
где R0 - удельное электрическое сопротивление при температуре Т0 = 20ºС, ОмЧм;
R1 - удельное электрическое сопротивление при температуре Т1, ОмЧм;
Т0, Т1 - начальная и конечная температура ºС.
Если температура проводника изменяется в небольших границах, то удельное сопротивление определяется за формулой
(7)
где Ar - средний температурный коэффициент удельного сопротивления, К-1.
Магнитными веществами (магнетиками) называют вещества, которые владеют магнитными свойствами. Под магнитными свойствами понимают возможность вещества получать магнитный момент, то есть намагничиваться при влиянии на нее магнитного поля. Состояние вещества описывается с помощью трех векторов: магнитной индукции - В; намагниченности - J; напряженности магнитного поля - Н.
Относительная магнитная проницаемость об считывается как отношение магнитной индукции В к напряженности магнитного поля Н в данной точке кривой намагничивания с учетом магнитной постоянной
(8)
Магнитная индукция определяется с учетом геометрических размеров материала и магнитного потока
(9)
где S - поперечный перерез магнитопровода материала, м2.
При перемагничивании ферромагнетиков в переменных электрических полях всегда наблюдаются потери энергии. Они предопределены потерями на гистерезис и динамическими потерями.
Мощность потерь в стали при перемагничивании определяют с учетом частоты сети питания
(10)
где V - Объем стали магнитопровода, м3;
MН, mВ - Масштабы по осям координат;
Sциклу - площадь цикла перемагничивания, м2;
F - частота сети питания, Гц.