Диэлектрические потери

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ, мощность, рассеиваемая в диэлектрике при воздействии на него перем. электрич. поля. Рассеяние электрич. мощности в диэлектрике сопровождается его разогревом. В синусоидальном поле Д. п. характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь. Углом Д. п. S наз. угол, дополняющий до π/2 угол сдвига фаз между током и напряжением в ёмкостной цепи, содержащей исследуемый диэлектрик. Значение tg δ определяет ту долю электрич. энергии, к-рая необратимо переходит в теплоту (теряется в диэлектрике) за один период колебаний электрич. поля. Произведение ε_rtg δ=ε" (ε_r — относит, диэлектрическая проницаемость) наз. коэффициентом Д. п. Потери, отнесённые к единице объёма диэлектрика, наз. удельными Д. п.
По механизму превращения электрич. энергии в тепловую различают релаксац., ионизац. и резонансные Д. п. Релаксац. Д. п. имеют место в полярных диэлектриках и обусловлены ориентац. механизмом поляризации, при к-ром установление величины вектора поляризации носит релаксац. характер. Такие потери характеризуются наличием максимума tg δ на кривых темп-рной и частотной зависимости. Максимум tg δ соответствует таким частоте и темп-ре, при к-рых период Т изменения поля примерно равен времени установления ориентации молекул (времени релаксации). Ионизац. Д. п. наблюдаются в газах и в твёрдых пористых диэлектриках при напряжённостях внеш. электрич. поля, превышающих нек-рое пороговое значение. Ионизац. Д. п. обусловлены ударной ионизацией атомов и молекул газа и имеют особенно большое значение в диапазоне радиочастот. Резонансные Д. п. наблюдаются в тех случаях, когда осн. роль в поляризации диэлектриков играют малые колебания (смещения) эл-нов и ионов. Д. п. при таких колебаниях максимальны, если частота внеш. электрич. поля близка к частоте собств. колебаний эл-нов или ионов (резонанс). Ионному резонансу соответствуют частоты 10¹² —10¹⁴ Гц, электронному ~10¹⁵ —10¹⁶ Гц. С резонансными Д. п. связано поглощение света веществом.  
Значения tg δ для разл. диэлектриков колеблются в пределах от 10^-4 до 0,3. Как правило, малыми значениями tg δ обладают неполярные и ионные диэлектрики. Такие материалы относят к группе ВЧ диэлектриков. Большим tg δ обладают сегнетоэлектрики, в к-рых определяющими являются Д. п., обусловленные переориентацией доменов в перем. электрич. поле (гистерезисные Д. п.). Реальные диэлектрики обладают конечной электрич. проводимостью, с к-рой также связана часть Д. п. (джоулевы потери). При низких частотах и при повыш. темп-pax джоулевы потери могут оказаться существенными. Уменьшение Д. п. имеет большое значение в произ-ве конденсаторов и в электроизоляц. технике. В результате Д. п. часть эл.-магн. энергии преобразуется в теплоту, что в ряде случаев ухудшает функционирование электронных приборов и устр-в, содержащих диэлектрич. элементы (ИС, диэлектрич. резонаторов, активных элементов лазеров и др.), вплоть до выхода их из строя. Большие Д. п. используются для ВЧ нагрева материалов в таких технологич. процессах, как сушка (древесины, бумаги, керамики и др.), нагрев пластмасс перед прессованием.  
Д. п., как правило, измеряются одновременно с измерением диэлектрич. проницаемости в-ва. В диапазоне частот 50 Гц — 10 МГц применяются мостовые методы измерения; в диапазоне 50 кГц — 200 МГц наибольшее распространение получили резонансно-вариац. методы; на частотах, превышающих 200 МГц, Д. п. измеряют в основном с помощью измерит, линий и волноводов. Для измерения Д. п. используют также калориметрич. методы.
 

Источник
Электроника. Энциклопедический словарь
Москва, «Советская энциклопедия», 1991 г.