Was ist der Verlustfaktor?
Der Verlustfaktor ist ein Maß dafür, wie ineffizient das Isoliermaterial eines Kondensators ist. Es misst typischerweise die Wärme, die verloren geht, wenn ein Isolator wie ein Dielektrikum einem Wechselfeld von Elektrizität ausgesetzt ist. Ein Kondensator hat im Allgemeinen zwei Metallplatten und dazwischen eine Art Isolator. Ein Verhältnis der Kapazität, wenn ein Isoliermaterial vorhanden ist, zu dem, wenn die Platten durch Luft oder Vakuum getrennt sind, wird häufig als Dielektrizitätskonstante bezeichnet. Der Kehrwert dieses Verhältnisses definiert, wie das Isoliermaterial reagiert und wie sein Widerstand bei einer bestimmten Frequenz ist, was einen Wert für den dielektrischen Verlustfaktor ergibt.
Wenn ein Material einen niedrigen Verlustfaktor hat, bedeutet dies im Allgemeinen, dass es einen besseren Wirkungsgrad hat. Diese Eigenschaft wird normalerweise bei einer bestimmten Frequenz definiert. Um die Verlustleistung eines Materials zu messen, wird normalerweise ein Test mit dem Material zwischen den Metallplatten und dann ein Test ohne dieses durchgeführt. Die Ergebnisse können in einem Verhältnis ausgedrückt werden, bei dem es sich um die Dielektrizitätskonstante handelt, die normalerweise zum Testen der Ableitung des Materials verwendet wird. Ein Verlustfaktortest kann auf andere Weise durchgeführt werden, z. B. mit Geräten wie Testzellen mit unterschiedlichen Elektrodenkonfigurationen. Die Testmethode kann je nach Anwendung variieren.
Wenn ein dielektrisches Material einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, werden seine Moleküle reorganisiert, was eine signifikante Energiemenge aufnimmt. Nachdem das Feld entfernt wurde, kann die Energie nicht mehr zurückgewonnen werden. Der Verlustfaktor wird häufig als Leistungsfaktor bezeichnet, insbesondere wenn ein Wechselstrom mit einer kapazitiven Schaltung verwendet wird, die nicht durch Widerstand oder induzierten Strom beeinflusst wird. Ein Leistungsfaktor von Null zeigt im Allgemeinen an, dass kein Verlustfaktor vorliegt. Leistungsverluste werden in der Regel durch Multiplikation der Verlustleistung mit Spannung und Strom berechnet.
Der Verlustfaktor von Luft und Vakuum ist typischerweise Null, obwohl Luft im Allgemeinen einen Verlustwert aufweist, der klein genug ist, um unter den meisten Umständen abgezinst zu werden. Dies wird für bestimmte Materialien wie beispielsweise Polyester mit einer bestimmten Frequenz gemessen. Überall dort, wo ein bestimmtes Material für die Verwendung in einem Stromkreis in Betracht gezogen wird, ist es im Allgemeinen wichtig zu verstehen, wie sein Energieverlust aussieht.
Es gibt Anwendungen, bei denen häufig der Verlustfaktor verwendet wird, z. B. das Prinzip beim Mikrowellenbetrieb von Lebensmitteln. Die elektrischen Wechselfelder eines Mikrowellenofens verursachen Energieverluste durch polarisierende und entpolarisierende Wassermoleküle. Dies führt zu einer ausreichenden Wärme für das Kochen von Nahrungsmitteln.