null

Osnove visokonapetostne tehnike
Električno polje
Boštjan Blažič
bostjan.blazic@fe.uni‐lj.si
leon.fe.uni‐lj.si
01 4768 414
2013/14
Osnovne zakonitosti

V prostor okoli naelektrenega telesa vpeljemo elektrino Q
– sila je sorazmerna elektrini Q in električni poljski jakosti


F  QE
Lorentzov zakon

  
dF  dQ  E  v  B

– polje v točki prostora: statično + inducirano
  
E  Es  Ei (V/m)

Visoke električne poljske jakosti v izolacijskih materialih
– električna prebojna trdnost: mejna električna poljska jakost, pri kateri se izolator električno poruši in prebije
 določanje električne poljske jakosti v odvisnosti od napetosti U

Procesi v visokonapetostni tehniki hitri:
– napetost v kratkem časovnem intervalu praktično konstantna
– električno polje obravnavamo kot elektrostatično

Osnovne zakonitosti


Elektrina Q (As=C)
– prostorska gostota elektrine
– površinska gostota elektrine
– dolžinska gostota elektrine
dQ
dV
dQ

dA
dQ
q
dl

Q   dV
V
Q    dA
A
Q   qdl
Vektor gostote električnega pretoka



D    E   0 r  E (As/m 2 )
 0  8,854 1012 (As/Vm) dielektričnost praznega prostora
 
 DdA  Qnot. prosti
A
 
 DdA    prosti dV
A
V
IV. Maxwellova enačba
l
Osnovne zakonitosti

Električni potencial
– potencial v neskončnosti 0
T
V (T ) 

 
Edl
T

Električna napetost
 
U12  V (T1 )  V (T2 )   Edl
T2
T1

Delo sil električnega polja
– premik elektrine Q
2
 
 
W12   Fdl  Q  Edl
2
1
1
W12  Q V1  V2   QU12
– premik elektrine Q po zaključeni poti v elektrostatičnem polju
 
 Edl  0
l
Osnovne zakonitosti

Dve naelektreni kovinski elektrodi
– med njima napetost U
– elektrini Q1 = ‐Q2
C
Q
U
(C/V=F)
 kapacitivnost: snovno geometrijska lastnost

Električno polje glede na porazdelitev električnega potenciala
– gradient: povezava med skalarnim in vektorskim poljem
  V V V
E  
,
,
y
z
 x

   gradV

kartezični koordinatni sistem
Izračun elektrostatičnih polj

Enostavna elektrostatična polja: osamljena mirujoča elektrina na površini prevodnega telesa:
– električno polje osamljene krogelne elektrine
– električno polje osamljene valjne elektrine
– električno polje neskončne naelektrene ravnine
 okolico naelektrenega telesa napolnjuje homogen dielektrik
 v okolici ni nobenega prevodnega telesa
 nasprotnoimensko elektrino upoštevamo v neskončnosti

Oblika električnega polja:
– osamljena krogelna elektrina: prostorsko radialno polje
 lahko reduciramo v točkasto elektrino
– osamljena valjna elektrina: ravninsko radialno polje
 lahko reduciramo v premo elektrino
– neskončna naelektrena ravnina: homogeno polje