![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
При зарядке реального конденсатора ток спадает со временем значительнее медленнее, чем следует из уравнения [42], соответствующего идеальному конденсатору. Это объясняется тем, что в реальном конденсаторе наряду с нормальным зарядным током существует аномальный зарядный ток – ток абсорбции
, обусловленный относительно медленным перемещением зарядов в толще диэлектрика.
Зависимость тока абсорбции от времени обычно можно выразить эмпирическим уравнением:
[57]
Ток абсорбций равен сумме отдельных экспоненциально убывающих токов, каждый из которых обусловлен своим видом поляризации и временем .
Для полного зарядного тока реального конденсатора можно написать уравнение:
[58]
Зависимость тока от времени при зарядке реального конденсатора и схема, эквивалентная конденсатору с абсорбцией даны на рис.13:
Рис.13. Зависимость тока от времени при зарядке реального конденсатора и схема, эквивалентная конденсатору с абсорбцией.
С – емкость, обусловленная быстрой поляризацией, устанавливающейся мгновенно за с и определяющей составляющую тока
. Время спадания тока
определяется значениями С и r (зарядной цепи);
– абсорбционная емкость, обусловленная замедленной поляризацией (релаксационной), определяющей составляющую тока
. Время спадания
определяется значениями
и некоторым
, формально, характеризующего медленность спадания тока
;
– сопротивление изоляции, соответствующее
.
Эта схема является упрощенной. Вместо одной абсорбционной ячейки в ней надо использовать несколько.
Измерение сопротивления изоляции обычно производят через 1 мин. после включения постоянного напряжения.
Разделив напряжение на измеренное через 1 мин. значение тока, получим некоторое условное значение сопротивления изоляции, которое меньше , так как мы измеряем не ток утечки, а некоторое значение
.
Взяв для подсчета
несколько значений тока по кривой
можно построить кривую зависимости
(рис.14).
Если напряжение невелико (примерно 100 В), то наблюдается резкое увеличение (кривая 1) в соответствии с падающим характером зависимости
. Если напряжение достаточно велико (
), то возрастание
со временем замедляется и может даже смениться постепенным снижением (кривая 2).
Это можно объяснить тем, что часть слабосвязанных ионов при повышении напряжения освобождается и увеличивается число свободных ионов, участвующих в сквозной проводимости.
Известное значение может иметь нагрев слабых мест в диэлектрике током утечки или начало ионизации остаточного воздуха, образующего газовые включения в диэлектрике. Кроме того, при напряжении равном может наблюдаться электронная проводимость в диэлектрике.
При повышении температуры условия диссоциации облегчаются, количество свободных ионов в диэлектрике увеличивается, и проводимость диэлектрика резко увеличивается. и
резко снижаются при нагревании (рис.15). Зависимость
от температуры выражается эмпирической формулой:
[59]
где – значение
при t =
;
– значение
при
;
– температурный коэффициент
сопротивления изоляции.
Для конденсаторов с органическим диэлектриком имеет величину примерно 0.3 ÷ 0.4; для конденсаторов с неорганическим диэлектриком 0.01 ÷ 0.015. Эти значения соответствуют измерению
при времени выдержки 1 мин.
Величина может изменяться, если диэлектрик изменяет свое агрегатное состояние. В области низких температур наклон кривой
может резко уменьшиться, так как
будет определяться поверхностной утечкой, а не объемным сопротивлением диэлектрика.
Если емкость конденсатора изменяется с температурой не очень сильно, то формула [59] может быть использована и для выражения зависимости постоянной времени от температуры.
Резкая зависимость и
от температуры затрудняет создание конденсаторов, предназначенных для работы при высоких рабочих температурах в цепях постоянного тока: это обусловлено не только резким возрастанием тока утечки до недопустимо больших пределов, но так же возникновением опасности теплового пробоя и ускорением старения диэлектрика за счет усиления интенсивности электрохимических процессов.
Дата публикования: 2014-11-26; Прочитано: 642 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!