Параметры
и эквивалентные схемы конденсаторов
При
низких частотах конденсаторы можно рассматривать как емкостные элементы. При высоких
частотах играют существенную роль потери энергии в изоляции. Эти потери растут
с увеличением частоты тока и зависят от материала изоляции. Например, бумажная
изоляция, которая применяется для конденсаторов, устанавливаемых в цепях низких
и звуковых частот, оказывается непригодной при высоких частотах, так как потери
энергии в ней приводят к недопустимому нагреву.
Энергия,
преобразуемая в тепло в изоляции конденсаторов, подводится от источника питания,
поэтому ток в конденсаторе опережает по фазе напряжение на его выводах на угол
|j|, меньший p/2
(рис. 6.25). Угол, дополняющий |j|
до p/2, обозначают буквой d и называют углом потерь.
Для
конденсатора, как и для любого двухполюсника, можно составить две схемы замещения
(рис. 6.26), в которых g и r учитывают потери энергии в диэлектрике.
Обычно
угол потерь d очень мал. Величина tgd для различных частот и диэлектриков лежит в пределах
от 10‑4 до 10‑1. При таких условиях g<<wС и r<<1/(wС1).
Поэтому практически можно считать
y=wС и z=1/(wС1),
и
так как yz=1, то С=С1 т. е. емкости C и С1 обеих схем практически одинаковы.
Связь
между r и g найдем из общих соотношений между сопротивлениями и проводимостями
(6.36):
r=g/y2»g/w2С2.
На
практике конденсатор характеризуют параметрами С и tgd.
Для параллельной эквивалентной схемы (рис. 6.26, а)
tgd=Ia/Ip=gU/(wСU)=g/bC.
(6.54)
Для
последовательной эквивалентной схемы (рис. 6.26,6)
tgd=Ua/Up=rI/[I/(wС1)]»r/[1/(wС)].
Величину,
обратную tgd, называют добротностью конденсатора:
Q=1/tgd=wС/g=1/(wСr)=|tgj|.
(6.55)
|
Другие главы учебника Теоритические основы электротехники ТОЭ |