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 . 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. 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. 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