介质在电压作用下的能量损耗

发布时间：2021-12-16 阅读次数：2439

从前面讲的电介质的极化和电导可以看出，介质在电压作用下有能量损耗。一种是由电导引起的损耗；另一种是由某种极化引起的损耗，如极性介质中偶极子转向极化等。电介质在电压作用下的能量损耗简称介质损耗。

在直流电压下，由于介质中没有周期性的极化过程，因此，当外施电压低于发生局部放电的电压时，介质中的损耗仅由电导所引起，这时用体积电导率和表面电导率两个物理量已能够表达，所以直流电压下不需要再引入介质损耗这个概念。

在交流电压下，除电导损耗外，还由于周期性的极化而引起能量损耗。设有交流电压。作用于某介质。由于介质中有损耗，所以电流/不是纯粹的电容电流，而是包含有功和无功两个分量i_r和i_c，即

i=i_r+i_c

所以电源供给的视在功率W=P+jQ=U（I_r+jI_c）=UI_r+jUI_c。于是介质损耗P=Qtanδ，δ称介质损失角，它是功率因数角的余角。有损介质的等值电路和相量图如下图所示。上述等值电路只有计算上的意义，因为它不能确切地反映物理过程。

有损介质的等值电路及相量图

在电压很高或频率很高的场合，介质损耗将显著增大，引起介质的温度上升，绝缘的电气性能下降，介质损耗的程度可以用介质损失角正切tanδ来表示。它是一个只与材料特性有关，而与材料尺寸或所加电压无关的物理量。