物理的な留意事項: 抵抗損失と誘電損失

抵抗損失

導体内の電流の流れには、熱としてのエネルギー損失が伴います。このような損失は、抵抗損失またはジュール効果による損失と呼ばれます。

誘電損失

AC電界が実誘電媒体に適用される場合、電束密度と電界強度の時間変動間に位相のずれが生じます。

微視的に説明すると、分子間の相互作用は、該当する双極子(自らを双極子場に揃えようとする)の回転を減速させる傾向があります。そのため、分極の時間変動は、電界強度に対して遅延します。線形媒体では有効な関係は、実量εには適用できなくなります。

高調波時間変動場における、電束密度と電界強度間の位相のずれを考慮するには、複素誘電率ε = ε'- j ε "を使用します。

時間調和電界では: E(t) = E0ejωt

電束密度については次の式が成り立ちます:D(t) = εE0ejωt = (ε'- jε") E0ejωt

誘電材料内のAC電界は、誘電ヒステリシス電力損失と呼ばれる有効電力を生成します。

誘電ヒステリシス損失現象は、次の量で特徴付けられます: tg δh = ε"/ ε'

ここで、δhは誘電ヒステリシス損失角と呼ばれます。

全損失

実材料(誘電体と導体)内のAC電界は、抵抗損失と誘電損失の合計である有効電力を生成します。

実材料内の抵抗損失と誘電損失は、次の量で特徴付けられます: tgδ = (σ + ωε")/(ωε')

ここで、δは損失角と呼ばれます。