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.
4
TEKNISK TIDSKRI F T
5 jan. 1935
därmed dielektricitetskonstanten avtaga som
hastigast kunna vi vänta oss, att de friktionskrafter, som
motverka dipolmolekylernas vridning, skola
åstadkomma en stor förlustvinkel. Analogt med vad som
är fallet i den Maxwell-’Wagnerska teorien kunna vi
alltså tänka oss en relaxationstid som bestämmer
var vi ha den snabbaste ändringen i
dielektricitetskonstanten och den största förlustvinkeln.
Re-laxationst.iden är hår den av friktionskrafter och
Fig. 7. e och tg ö som funktioner av frekvensen /
enligt Debye’s teori. Temperaturen T parameter.
molekylstorlek bestämda relaxationstiden för en sig
vridande dipolmolekyl.
Debye har gjort försök att beräkna de
friktionsförluster, som uppstå när dipolmolekylerna orientera
sig. Därvid har han antagit molekylerna vara sfärer
och använt de makroskopiska friktionslagarna samt
den på vanligt sätt bestämda
viskositetskoefficien-ten för isolationsmaterialet i fråga, Utgående från
kända molekyldimensioner finner han därvid i
allmänhet en rätt så god överensstämmelse med
uppmätta förluster, vilket ju närmast är ägnat att
förvåna, eftersom beräkningarna vila på så lösa
antaganden som att molekylerna äro sfärer och att den
makroskopiska viskositetskoefficienten och
friktionsformlerna skulle äga tillämpning även vid
molekyldimensioner.
Omvänt kan man ur uppmätta värden på förluster,
dipolmoment och viskositet beräkna en storhet som
borde vara molekyldimensionerna. Ofta visar det
sig dock, särskilt vid organiska ämnen med
komplicerade molekyler, att dimensionerna utfalla för små;
detta brukar förklaras med att ej hela molekylen
vrider sig utan endast en del av densamma. Å andra
sidan, om molekyldimensionerna utfalla för stora,
kan det tänkas att flera molekyler äro associerade
med varandra till större grupper.
Viskositeten hos en vätska avtager ju snabbt med
ökad temperatur. Det är därför att vänta, att ju
högre temperaturen är, desto högre skall det
frekvensområde ligga, inom vilket vi finna ändringen i
dielektricitetskonstanten och stora förluster.
Fig. 7 visar huru e och tg <5 böra variera med
frekvensen enligt den Debye’ska teorien. Av figuren
framgår huru vid frekvensen noll e är större för en
lägre temperatur än för en högre, emedan den del
av polarisationen som härrör från dipolmolekylernas
orientering avtager med ökad temperatur. Vid ökad
frekvens sjunker e inom ett visst frekvensområde.
Sänkningen inträffar senare ju högre temperaturen är.
På grund av att viskositeten sjunker med
temperaturen behöves nämligen vid högre temperatur en
snabbare vridning av dipolmolekylerna för att de
bromsande friktionskrafterna skola bli likvärdiga.
Som förut nämnts, inträffa maxima hos tg Ö
ungefär på samma ställe som vi ha snabbaste ändringen
i e.
Maximivärdena på tg d äro av ungefär samma
storlek för de olika temperaturerna. För
maximivärdet på tg d kan teoretiskt ur de gi\:na
förutsättningarna härledas, att
g0 betyder här dielektricitetskonstanten vid
frekvensen noll och eæ dielektricitetskonstanten vid
frekvensen oo, vilket alltså motsvarar
dielektricitetskonstanten med och utan orienteringspolarisation.
Om s0 = eæ dvs- om ingen
orienteringspolarisation ha, är tg(5=0; vi ha nämligen förutsatt, att
förskjutningspolarisationen ej är åtföljd av några
förluster.
Vi lägga märke till att förlusterna äro helt
bestämda av storleken av orienteringspolarisationen,
dvs. ju mindre dipolmoment molekylerna i ett
isolationsmaterial ha, desto bättre är materialet ur
förlustsynpunkt.
Viskositeten hos materialet spelar endast roll så
till vida, som den förflyttar läget av sänkningen hos
e och maximet hos tg d längs frekvensskalan. Denna
förflyttning kan emellertid vara avsevärd: från delar
av perioder pr sekund till billioner perioder pr
sekund. Det är sålunda ofta ett mycket stort
frekvensområde som måste behärskas med en mätapparater
för att få fram de enligt Debye uppträdande
fenomenen.
Fig. 8 visar e och tg å som funktioner av
temperaturen och med frekvensen som parameter.
Vid en viss frekvens kommer, om man höjer
temperaturen, först £ att stiga samtidigt med att vi ha
ett högt värde på tg (5, men så småningom sjunker
s ned mot e vilket skulle uppnås vid oändlig
temperatur, om ej andra fenomen innan dess inträdde.
Vid låga temperaturer är det den inre friktionen,
som hindrar orienteringspolarisationen att komma
till uttryck i form av ökad dielektricitetskonstant,
Vid höga
temperaturer ökar
tg S på grund
av läckning /
t
Fig. 8. e och tg à som funktioner av temperaturen
T enligt Debye’s teori. Frekvensen f parameter.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
