Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 1. Jan. 1935 - Teorier för elektriska isolationsmaterial, av Ralf Thorburn
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
2
TEKNISK TIDSKRI F T
5 jan. 1935
funnes, dvs. kapaciteten har sjunkit till ett värde,
som motsvarar enbart C3, och förlustvinkeln är noll.
Av intresse är bl. a. att snabbaste ändringen i
kapaciteten sker samtidigt med att förlustvinkeln har
sitt maximum, och att detta sker i ett
frekvensområde, där motståndet R2 är av samma storleksordning
som impedansen hos kondensatorn C4. Med andra ord
kunna vi uttrycka saken så, att kapacitetsändring
och förlustvinkelmaximum inträffa vid en vinkel-
Fig. 4. Experimentella resultat erhållna å
försöks-anordning bestående av dubbelväggigt glaskärl med
mellanrummet fyllt med alkohol.
frekvens, som motsvarar tidskonstanten för
relaxa-tion hos R2 C4. Vi skola senare finna, att en
liknande lag gäller även vid ett helt annat
betraktelsesätt. Den står även i god överensstämmelse med
experimentella resultat.
Fig. 3 visar resultatet av en beräkning av
kapacitet och förlustvinkel för en krets enligt fig. 1 eller
fig. 2.
Vid General Electric Co i Schenectady ha gjorts
försök att experimentellt utröna den
Maxwell-Wag-nerska teoriens tillämplighet. Bland annat
tillverkades ett dubbelväggigt glaskärl av kvartsglas. I
mellanrummet mellan väggarna fylldes vätskor med
olika ledningsförmåga, och vid användning av
anordningen som dielektrikum kunde man få fram exakt
den förutberäknade variationen i
dielektricitetskonstant och förlustvinkel. Genom variation av vätskans
ledningsförmåga kunde man vidare få
förlustvinkelmaximum att ligga praktiskt taget vid vilken
frekvens som helst. Fig. 4 visar några mätresultat.
Man kan således konstatera, att den
Maxwell-Wag-nerska teorien utgör en mycket plausibel förklaring
till fenomen, som uppträda i icke-homogena material.
Praktiskt sett leder den till konsekvensen, att
isolationsmaterial böra ha så tät struktur som möjligt, och
framför allt ej innehålla porer, i vilka vatten eller
någon annan obetydligt ledande vätska är innesluten.
Ett belysande exempel på resultat av detta
resonnemang lämnas av några försök som utförts vid
General Electric Co. Försöken motiverades av
antagandet att förlusterna i ett bakelitliknande material just
berodde på inneslutna porer. Dessa förmodades
uppstå genom att ångor, speciellt vattenånga, bildades
under pressningen och voro förhindrade att bortgå.
Efter avkylningen skulle då på porernas väggar
avsätta sig en tunn vattenhinna eller liknande
halvledande hinna.
Om denna förklaring vore riktig, borde man under
genom att under pågående pressning ett kort
ögonblick öppna pressen möjliggöra att en del ångor
bortgå, som annars skulle stanna i materialet. Fig. 5
visar huru dylik öppning av pressen påverkade
materialets förlustfaktor (tg <5).
Av detta praktiska resultat att döma borde den
Maxwell-Wagnerska hypotesen om skiktade dielek-
tg S
Fig. 5. Förlustfaktor vid 60 p/s hos ett
bakelit-liknande material vid olika temperaturer.
Diagrammet utvisar effekten av att öppna pressen
under pågående pressning.
trikå komma verkligheten rätt nära. Men hur
ställer den sig, då man har ett skenbarligen absolut
homogent material, till exempel en vätska? För
detta fall har professor Debye utarbetat en helt
annan teori.
Debye utgår från föreställningar liknande dem vi
ha om magnetismen. I stället för de små
"elemen-tarmagneterna" skulle vi ha små "dipoler", som,
alltefter sin styrka och sitt läge i förhållande till det
elektrostatiska fältet, ge oss en viss polarisation i
dielektrikum. Liksom magnetismen hos en magnet
är resultanten till ett mycket stort antal
elementar-magneters verkningar, så är även den elektriska
polarisationen i ett dielektrikum resultanten till alla
dipolernas verkningar.
Förhållandet mellan polarisationen och den
fältstyrka, som åstadkommer densamma, kalla vi
polarisationskonstanten. Denna konstant bör ej
förväxlas med dielektricitetskonstanten, med vilken den
dock har ett intimt samband. Det skulle föra för
långt att här utreda detta samband.. Vare nog sagt
att den interna fältstyrkan i dielektrikum är
resultanten till den yttre fältstyrkan och det fält
polarisationen åstadkommer. Med hänsyn härtill får
man följande samband mellan
dielektricitetskonstanten g och polarisationskonstanten
3 e — 1
a = , • —
4 ti e + 2
Detta samband brukar kallas Clausius-Mosotti’s
lag och ger oss möjlighet att beräkna den mera
teoretiska polarisationskonstanten a ur den
experimentellt bestämda storheten, dielektricitetskonstanten g.
Debye tänker sig, att polarisationen i ett
dielektrikum kan ha två orsaker. Den ena, polarisation
genom förskjutning, innebär helt enkelt, att under
inverkan av det elektriska fältet jämvikten inom
atomen blir störd. Med Bohrs atommodell för
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
