மின்கடத்தா இழப்பு என்றால் என்ன, அது எதனால் ஏற்படுகிறது
மின்கடத்தா இழப்புகள் என்பது ஒரு மின்கடத்தாவில் ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு ஒரு மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது மற்றும் மின்கடத்தா வெப்பமடையும் போது சிதறடிக்கும் ஆற்றல் ஆகும். நிலையான மின்னழுத்தத்தில், ஆற்றல் இழப்புகள் தொகுதி மற்றும் மேற்பரப்பு கடத்தல் காரணமாக மின்னோட்டத்தின் வலிமையால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. மாற்று மின்னழுத்தத்தில், இந்த இழப்புகள் பல்வேறு வகையான துருவமுனைப்புகள் மற்றும் குறைக்கடத்தி அசுத்தங்கள், இரும்பு ஆக்சைடுகள், கார்பன், வாயு சேர்க்கைகள் போன்றவற்றின் காரணமாக ஏற்படும் இழப்புகளில் சேர்க்கப்படுகின்றன.
எளிமையான மின்கடத்தாவைக் கருத்தில் கொண்டு, மாற்று மின்னழுத்தத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் அதில் சிதறடிக்கப்பட்ட சக்திக்கான வெளிப்பாட்டை எழுதலாம்:
பா = U·I,
U என்பது மின்கடத்தாக்கு பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தம், Aza என்பது மின்கடத்தா வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் செயலில் உள்ள கூறு ஆகும்.
மின்கடத்தா சமமான சுற்று பொதுவாக ஒரு மின்தேக்கி மற்றும் தொடரில் இணைக்கப்பட்ட செயலில் உள்ள எதிர்ப்பின் வடிவத்தில் வழங்கப்படுகிறது. திசையன் வரைபடத்திலிருந்து (படம் 1 ஐப் பார்க்கவும்):
ஆசா = ஒருங்கிணைந்த சுற்று·tgδ,
எங்கே δ - மொத்த மின்னோட்டத்தின் திசையன் I மற்றும் அதன் கொள்ளளவு கூறு ஒருங்கிணைந்த சுற்றுக்கு இடையே உள்ள கோணம்.
எனவே
Pa = U·Integrated circuit·tgδ,
ஆனால் தற்போதைய
ஒருங்கிணைந்த சுற்று = UΩ C,
கோண அதிர்வெண் ω இல் ஒரு மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு (மின்கடத்தா கொடுக்கப்பட்டது) எங்கே.
இதன் விளைவாக, மின்கடத்தாவில் மின்சாரம் சிதறடிக்கப்படுகிறது
Pa = U2Ω C·tgδ,
அதாவது மின்கடத்தாவில் சிதறடிக்கப்பட்ட ஆற்றல் இழப்புகள் δ கோணத்தின் தொடுகோடு விகிதாசாரமாக இருக்கும். மின்கடத்தா இழப்பு கோணம் அல்லது வெறுமனே இழப்பின் கோணம். இந்த கோணம் δ k மின்கடத்தாவின் தரத்தை வகைப்படுத்துகிறது. சிறிய கோணம் di மின்சார இழப்புகள் δ, இன்சுலேடிங் பொருளின் மின்கடத்தா பண்புகள் அதிகமாகும்.
அரிசி. 1. மாற்று மின்னழுத்தத்தின் கீழ் மின்கடத்தா மின்னோட்டங்களின் திசையன் வரைபடம்.
கோணத்தின் கருத்து அறிமுகம் δ இது நடைமுறைக்கு வசதியானது, ஏனென்றால் மின்கடத்தா இழப்புகளின் முழுமையான மதிப்புக்கு பதிலாக, ஒரு ஒப்பீட்டு மதிப்பு கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது, இது காப்பு தயாரிப்புகளை வெவ்வேறு தரத்தின் மின்கடத்தாவுடன் ஒப்பிடுவதை சாத்தியமாக்குகிறது.
வாயுக்களில் மின்கடத்தா இழப்புகள்
வாயுக்களில் மின்கடத்தா இழப்புகள் சிறியவை. வாயுக்கள் உள்ளன மிக குறைந்த மின் கடத்துத்திறன்… இருமுனை வாயு மூலக்கூறுகளின் நோக்குநிலை அவற்றின் துருவமுனைப்பின் போது மின்கடத்தா இழப்புகளுடன் இல்லை. கூட்டல் tgδ=e(U) அயனியாக்கம் வளைவு எனப்படும் (படம் 2).
அரிசி. 2. காற்று சேர்ப்புடன் காப்புக்கான மின்னழுத்தத்தின் செயல்பாடாக tgδ இல் மாற்றம்
அதிகரிக்கும் மின்னழுத்தத்துடன் கூடிய உயரும் tgδ திடமான காப்புகளில் வாயு சேர்க்கைகள் இருப்பதை மதிப்பிட முடியும். வாயுவில் குறிப்பிடத்தக்க அயனியாக்கம் மற்றும் இழப்புகளுடன், வெப்பம் மற்றும் காப்பு முறிவு ஏற்படலாம்.எனவே, உற்பத்தியின் போது வாயு சேர்க்கைகளை அகற்ற உயர் மின்னழுத்த மின் இயந்திரங்களின் முறுக்குகளின் காப்பு ஒரு சிறப்பு சிகிச்சைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது - வெற்றிடத்தின் கீழ் உலர்த்துதல், அழுத்தத்தின் கீழ் சூடான கலவையுடன் காப்பு துளைகளை நிரப்புதல் மற்றும் அழுத்துவதற்கு உருட்டுதல்.
காற்று சேர்க்கைகளின் அயனியாக்கம் ஓசோன் மற்றும் நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகளின் உருவாக்கத்துடன் சேர்ந்துள்ளது, இது கரிம காப்பு மீது அழிவு விளைவைக் கொண்டுள்ளது. சீரற்ற வயல்களில் காற்றின் அயனியாக்கம், எடுத்துக்காட்டாக, மின் இணைப்புகளில், புலப்படும் ஒளியின் விளைவு (கொரோனா) மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகளுடன் சேர்ந்து, இது பரிமாற்ற செயல்திறனைக் குறைக்கிறது.
திரவ மின்கடத்தாவில் மின்கடத்தா இழப்புகள்
திரவங்களில் உள்ள மின்கடத்தா இழப்புகள் அவற்றின் கலவையைப் பொறுத்தது. அசுத்தங்கள் இல்லாத நடுநிலை (துருவமற்ற) திரவங்களில், மின் கடத்துத்திறன் மிகக் குறைவு, எனவே மின்கடத்தா இழப்புகளும் அவற்றில் சிறியவை. எடுத்துக்காட்டாக, சுத்திகரிக்கப்பட்ட மின்தேக்கி எண்ணெயில் tgδ உள்ளது
தொழில்நுட்பத்தில், துருவ திரவங்கள் (சோவோல், ஆமணக்கு எண்ணெய் போன்றவை) அல்லது நடுநிலை மற்றும் இருமுனை திரவங்களின் கலவைகள் (மின்மாற்றி எண்ணெய், கலவைகள், முதலியன), இதில் மின்கடத்தா இழப்புகள் நடுநிலை திரவங்களை விட கணிசமாக அதிகமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, 106 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் மற்றும் 20 டிகிரி செல்சியஸ் (293 கே) வெப்பநிலையில் ஆமணக்கு எண்ணெயின் tgδ 0.01 ஆகும்.
துருவ திரவங்களின் மின்கடத்தா இழப்பு பாகுத்தன்மையைப் பொறுத்தது. இந்த இழப்புகள் இருமுனை இழப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை இருமுனை துருவமுனைப்பு காரணமாகும்.
குறைந்த பாகுத்தன்மையில், உராய்வு இல்லாத புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் மூலக்கூறுகள் சார்ந்தவை, இந்த வழக்கில் இருமுனை இழப்புகள் சிறியவை, மற்றும் மொத்த மின்கடத்தா இழப்புகள் மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக மட்டுமே. இருமுனை இழப்புகள் அதிகரிக்கும் பாகுத்தன்மையுடன் அதிகரிக்கும்.ஒரு குறிப்பிட்ட பாகுத்தன்மையில், இழப்புகள் அதிகபட்சம்.
போதுமான அதிக பாகுத்தன்மையில் மூலக்கூறுகளுக்கு புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தைப் பின்பற்ற நேரம் இல்லை மற்றும் இருமுனை துருவமுனைப்பு நடைமுறையில் மறைந்துவிடும் என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், மின்கடத்தா இழப்புகள் சிறியவை. அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது, அதிகபட்ச இழப்பு அதிக வெப்பநிலை பகுதிக்கு மாறுகிறது.
இழப்புகளின் வெப்பநிலை சார்பு சிக்கலானது: அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் tgδ அதிகரிக்கிறது, அதன் அதிகபட்சத்தை அடைகிறது, பின்னர் குறைந்தபட்சமாக குறைகிறது, பின்னர் மீண்டும் அதிகரிக்கிறது, இது மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிப்பால் விளக்கப்படுகிறது. துருவமுனைப்புக்கு புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தைப் பின்பற்ற நேரம் கிடைக்கும் வரை இருமுனை இழப்புகள் அதிகரிக்கும் அதிர்வெண்ணுடன் அதிகரிக்கும், அதன் பிறகு இருமுனை மூலக்கூறுகள் புலத்தின் திசையில் தங்களை முழுமையாக நோக்குநிலைப்படுத்த நேரமில்லை மற்றும் இழப்புகள் நிலையானதாக மாறும்.
குறைந்த-பாகுத்தன்மை திரவங்களில், குறைந்த அதிர்வெண்களில் கடத்தல் இழப்புகள் மேலோங்கி நிற்கின்றன, மேலும் இருமுனை இழப்புகள் மிகக் குறைவு; மாறாக, ரேடியோ அலைவரிசைகளில் இருமுனை இழப்புகள் அதிகமாக இருக்கும். எனவே, உயர் அதிர்வெண் புலங்களில் இருமுனை மின்கடத்தா பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.
திட மின்கடத்தாக்களில் மின்கடத்தா இழப்புகள்
திட மின்கடத்தாக்களில் உள்ள மின்கடத்தா இழப்புகள் அமைப்பு (படிக அல்லது உருவமற்ற), கலவை (கரிம அல்லது கனிம) மற்றும் துருவமுனைப்பின் தன்மையைப் பொறுத்தது. எலக்ட்ரானிக் துருவமுனைப்பை மட்டுமே கொண்ட சல்பர், பாரஃபின், பாலிஸ்டிரீன் போன்ற திடமான நடுநிலை மின்கடத்தாக்களில், மின்கடத்தா இழப்புகள் இல்லை. அசுத்தங்களால் மட்டுமே இழப்புகள் ஏற்படலாம். எனவே, இத்தகைய பொருட்கள் உயர் அதிர்வெண் மின்கடத்தாவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
பாறை உப்பு, சில்வைட், குவார்ட்ஸ் மற்றும் தூய மைக்கா போன்ற கனிம பொருட்கள், மின்னணு மற்றும் அயனி துருவமுனைப்பைக் கொண்டவை, மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக குறைந்த மின்கடத்தா இழப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த படிகங்களில் மின்கடத்தா இழப்புகள் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்து இல்லை, மேலும் tgδ அதிகரிக்கும் அதிர்வெண்ணுடன் குறைகிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, மின் கடத்துத்திறன் போலவே இழப்புகள் மற்றும் tgft மாறுகிறது, அதிவேக செயல்பாட்டின் விதியின் படி அதிகரிக்கிறது.
வெவ்வேறு கலவையின் கண்ணாடிகளில், எடுத்துக்காட்டாக, விட்ரஸ் கட்டத்தின் அதிக உள்ளடக்கம் கொண்ட மட்பாண்டங்கள், மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக ஏற்படும் இழப்புகள் காணப்படுகின்றன. இந்த இழப்புகள் பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்ட அயனிகளின் இயக்கத்தால் ஏற்படுகின்றன; அவை வழக்கமாக 50 - 100 ° C (323 - 373 K) க்கு மேல் வெப்பநிலையில் ஏற்படும். இந்த இழப்புகள் ஒரு அதிவேகச் செயல்பாட்டின் விதியின்படி வெப்பநிலையுடன் கணிசமாக அதிகரிக்கின்றன மற்றும் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்தது (tgδ அதிகரிக்கும் அதிர்வெண்ணுடன் குறைகிறது).
கனிம பாலிகிரிஸ்டலின் மின்கடத்தாக்களில் (பளிங்கு, மட்பாண்டங்கள் போன்றவை), குறைக்கடத்தி அசுத்தங்கள் இருப்பதால் கூடுதல் மின்கடத்தா இழப்புகள் ஏற்படுகின்றன: ஈரப்பதம், இரும்பு ஆக்சைடுகள், கார்பன், வாயு போன்றவை. அதே பொருள், ஏனெனில் சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளின் செல்வாக்கின் கீழ் பொருளின் பண்புகள் மாறுகின்றன.
கரிம துருவ மின்கடத்தாக்களில் (மரம், செல்லுலோஸ் ஈதர்கள், இயற்கை தீர்வு, செயற்கை பிசின்கள்) மின்கடத்தா இழப்புகள் தளர்வான துகள் பொதியின் காரணமாக கட்டமைப்பு துருவமுனைப்பு காரணமாக ஏற்படுகிறது. இந்த இழப்புகள் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் அதிகபட்ச வெப்பநிலை மற்றும் அதன் வளர்ச்சியுடன் அதிகரிக்கும் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது. எனவே, இந்த மின்கடத்தா உயர் அதிர்வெண் புலங்களில் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.
சிறப்பியல்பு ரீதியாக, கலவையுடன் செறிவூட்டப்பட்ட காகிதத்திற்கான வெப்பநிலையில் tgδ சார்ந்திருப்பது இரண்டு அதிகபட்சங்களைக் கொண்டுள்ளது: முதலாவது எதிர்மறை வெப்பநிலையில் காணப்படுகிறது மற்றும் இழைகளின் இழப்பை வகைப்படுத்துகிறது, உயர்ந்த வெப்பநிலையில் இரண்டாவது அதிகபட்சம் கலவையின் இருமுனை இழப்பு காரணமாகும். துருவ மின்கடத்தாக்களில் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, மின் கடத்துத்திறனுடன் தொடர்புடைய இழப்புகள் அதிகரிக்கும்.