Коэффициент рассеяния - Dissipation factor

В физика, то коэффициент рассеяния (DF) является мерой потери энергия режима колебание (механический, электрический или электромеханический) в диссипативная система. Это аналог фактор качества, который представляет «качество» или долговечность колебаний.

Объяснение

Электрическая потенциальная энергия рассеивается во всех диэлектрик материалы, обычно в виде высокая температура. В конденсатор изготовлен из диэлектрика, помещенного между проводниками, типичный модель с сосредоточенными элементами включает идеальный конденсатор без потерь, соединенный последовательно с резистором, называемым эквивалентное последовательное сопротивление (СОЭ), как показано ниже.^[1] ESR представляет собой потери в конденсаторе. В хорошем конденсаторе ESR очень мало, а в плохом конденсаторе ESR велико. Однако иногда требуется минимальное значение ESR. Обратите внимание, что СОЭ не просто сопротивление, которое может быть измерено на конденсаторе омметр. ESR - это производная величина, имеющая физическое происхождение как от электронов проводимости диэлектрика, так и от явлений дипольной релаксации. В диэлектрике обычно преобладает только один из электронов проводимости или дипольная релаксация.^[2] В случае, когда электроны проводимости являются преобладающими потерями, тогда

{ displaystyle { text {ESR}} = { frac { sigma} { varepsilon omega ^ {2} C}}}

где

{ displaystyle sigma}

объем диэлектрика проводимость,

{ displaystyle omega = 2 pi f}

это угловая частота переменного тока я,

{ displaystyle varepsilon}

без потерь диэлектрическая проницаемость диэлектрика, и

{ displaystyle C}

- емкость без потерь.

Настоящий конденсатор имеет модель с сосредоточенными элементами идеального конденсатора без потерь, включенного последовательно с эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR). Тангенс угла потерь определяется углом между вектором импеданса конденсатора и отрицательной реактивной осью.

Если конденсатор используется в AC В цепи коэффициент рассеяния из-за неидеального конденсатора выражается как отношение резистивный потери мощности в ESR на реактивный мощность, колеблющаяся в конденсаторе, или

{ displaystyle { text {DF}} = { frac {i ^ {2} { text {ESR}}} {i ^ {2} left | X_ {c} right |}} = omega C , { text {ESR}} = { frac { sigma} { varepsilon omega}} = { frac {1} {Q}}}

При представлении параметров электрической цепи в виде векторов в сложный самолет, известный как фазоры, коэффициент рассеяния конденсатора равен касательная угла между вектором импеданса конденсатора и отрицательной реактивной осью, как показано на диаграмме рядом. Это приводит к появлению параметра, известного как тангенс угла потерь загар δ где

{ displaystyle { frac {1} {Q}} = tan ( delta) = { frac { text {ESR}} { left | X_ {c} right |}} = { text {DF }}}

В качестве альтернативы, ${ displaystyle { text {ESR}}}$ может быть получен из частоты, на которой был определен тангенс угла потерь, и емкости

{ displaystyle { text {ESR}} = { frac {1} { omega C}} tan ( delta)}

Поскольку ${ displaystyle { text {DF}}}$ в хорошем конденсаторе обычно мала, δ ~ ${ displaystyle { text {DF}}}$ , и ${ displaystyle { text {DF}}}$ часто выражается в процентах.

${ displaystyle { text {DF}}}$ приближается к фактор силы когда ${ displaystyle { text {ESR}}}$ намного меньше, чем ${ displaystyle X_ {c}}$ , что обычно и бывает.

${ displaystyle { text {DF}}}$ будет варьироваться в зависимости от материала диэлектрика и частоты электрических сигналов. В малом диэлектрическая постоянная (низкий-κ ), термокомпенсирующая керамика, ${ displaystyle { text {DF}}}$ 0,1–0,2% является типичным. В керамике с высокой диэлектрической проницаемостью ${ displaystyle { text {DF}}}$ может составлять 1–2%. Однако ниже ${ displaystyle { text {DF}}}$ Обычно это показатель качества конденсаторов при сравнении аналогичных диэлектрических материалов.

Смотрите также

использованная литература

^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2009-08-22. Получено 2008-11-29.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
^ С. Рамо, Дж. Р. Виннери и Т. Ван Дузер, Поля и волны в коммуникационной электронике, 3-е изд. (Джон Вили и сыновья, Нью-Йорк, 1994). ISBN 0-471-58551-3

[1] «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2009-08-22. Получено 2008-11-29.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)

[2] С. Рамо, Дж. Р. Виннери и Т. Ван Дузер, Поля и волны в коммуникационной электронике, 3-е изд. (Джон Вили и сыновья, Нью-Йорк, 1994). ISBN 0-471-58551-3

[1]

[2]