нииэим

Сегодня: Понедельник, 29 Мая 2017 года

Электроизоляционные материалы: трубка ТКР (ТКРМ), ТКСП (ТКМСП), ТГМП (ТЛВ, ТЛМ), ТКС (ТКМС), ТЗЭТ, профильные изделия, лак этилцеллюлозный ЭЦ-959

 

Более подробную информацию о предприятии, его продукции и услугах Вы можете получить загрузив буклет: buklet.rar или buklet.doc.


 

Радиочастотные кабели.  Глава 4. Свойства материалов

4.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Часть 4.3.1. Поведение полимеров в рабочем диапазоне

Поведение полимеров в рабочем диапазоне частот и температур резко отличается от поведения проводниковых материалов, которые в большинстве случаев хорошо описываются соотношениями нормального скин-эффекта и достаточно простыми формулами расчета высокочастотного сопротивления, индуктивности и коэффициента затухания в проводниках. В противоположность этому электрические свойства полимерных материалов, используемых в качестве изоляции радиочастотных кабелей, описываются нелинейными зависимостями как от частоты, так и от температуры.

Сводные данные об электрических свойствах изоляционных материалов радиочастотных кабелей приведены в табл. 4.8, причем по диэлектрическим потерям указаны значения, .характерные для диапазона СВЧ.

Электрические и тепловые свойства изоляционных материалов при нормальных условиях

Здесь же приводятся сведения по тепловым сопротивлениям, которые необходимы для расчетов допустимой мощности на входе.

В переменном электрическом поле

изменение поляризованности диэлектрика во времени отстает по фазе от изменения напряженности электрического поля и отличается от равновесного значения, соответствующего постоянному полю [54]. Это обусловливает зависимость диэлектрической проницаемости от частоты (дисперсию), а также наличие диэлектрических потерь — необратимое превращение части электромагнитной энергии в тепло. Свойства диэлектрика в синусоидальном переменном поле характеризуются комплексной относительной диэлектрической проницаемостью:

где ε' — относительная диэлектрическая проницаемость; ε" — коэффициент диэлектрических потерь.

В переменном поле оптического диапазона

свойства диэлектрика также характеризуются комплексной относительной диэлектрической проницаемостью, но для описания зависимости ε от частоты и свойств вещества используются физические модели атомномолекулярного взаимодействия.

Действительная часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости ε' показывает, во сколько раз большее количество энергии запасается в конденсаторе при замене вакуума данным диэлектриком и зависит, как показано выше, от поляризованности диэлектрика. Мнимая часть ε" пропорциональна мощности, рассеиваемой в единице объема. В переменном электромагнитном поле в диэлектрике возникает сдвиг фаз между вектором электрического смещения D и напряженностью электрического поля E, который описывается тангенсом угла диэлектрических потерь:

Это свойство интересует нас в наибольшей степени, так как tgδ, во-первых, определяет потери в изоляции кабеля, а во-вторых, подвержен значительным изменениям. Зачастую эти изменения достигают двухтрех порядков. Для современных радиочастотных кабелей наиболее существенны температурно-частотные изменения. В связи с постоянным ростом требований и необходимостью прогнозировать параметры радиочастотных кабелей при любых эксплуатационных воздействиях требуется самое детальное знание потерь в используемой температурно-частотной области.

В зависимости от того, обладают молекулы диэлектрика постоянным дипольным моментом или нет, их делят на полярные и неполярные. Иногда еще выделяют группу слабополярных диэлектриков. Среди рассматриваемых материалов к неполярным относятся полиэтилен и политетрафторэтилен благодаря симметричности строения молекул. Небольшая несимметричность макромолекул фторопласта 4МБ приводит к появлению очень слабого дипольного момента, поэтому данный материал относится к слабополярным. Остальные материалы — полярные.

Относительная диэлектрическая проницаемость неполярных и слабополярных диэлектриков определяется только электронной и ионной поляризацией. В диэлектрическую проницаемость полярных диэлектриков, кроме того, значительный вклад вносит дипольная поляризация.

Исследования диэлектрических потерь показали, что во всех материалах, в том числе и неполярных, имеют место релаксационные потери. Они связаны с наличием постоянных диполей, полярных примесей, низкомолекулярных фракций и нарушениями симметрии макромолекул. Величина дипольного момента и концентрация дипольных молекул и примесей (при прочих равных условиях) определяют величину дипольных потерь, а наивероятнейшее время релаксации определяет зависимость от температуры и частоты.

Резонансные диэлектрические потери также имеют место во всех полимерах. Максимумы резонансных потерь наблюдаются в инфракрасной (ИК) и ультрафиолетовой (УФ) областях электромагнитных волн. Полосы поглощения связаны с рассеянием энергии при резонансных колебаниях: в ИК-спектре — ионов, а в УФ-спектре — электронов.

 

 

 

 

© АП НИИЭИМ 2007 - 2017 г.


Яндекс цитирования