電験三種「電力」2010 問14 の問題についての質問です。 選択肢(2)に以下の記述があります。 (2…

Question

電験三種「電力」2010 問14 の問題についての質問です。

選択肢(2)に以下の記述があります。

(2) 多くの絶縁材料は温度が高いほど、絶縁強度の低下や誘電損の増加が生じる。とあります。

(絶縁材料の) 温度が高いほど、誘電損が増加するのは、なぜでしょうか?

ぜひ、詳しい理由を 教えてください。

Answer 1

絶縁材料の温度が高いほど、誘電損失が増加する主な理由は、分子や原子の熱運動によるものです。この現象はいくつかの要因に起因しています。

1. **分子の運動:** 温度が上昇すると、絶縁材料内の分子や原子はより活発に振動し、運動します。この運動により、分子同士が摩擦や衝突を起こしやすくなります。この摩擦や衝突によってエネルギーが散逸し、誘電損失が増加します。

2. **分子の回転:** 一部の絶縁材料では、分子が高温で回転することがあります。この回転により、分子内部の電気双極が変化し、電磁場にエネルギーを散逸させることがあります。

3. **局所的な電気的な不均衡:** 高温状態では、絶縁材料の内部で電荷の分布が変化しやすくなります。これにより、電場の変動が増加し、誘電損失が増える可能性があります。

これらの要因により、絶縁材料内で電気エネルギーが散逸されることが増加し、結果として誘電損失が増し、高温状態での絶縁性能が低下することがあります。このため、電子機器や電気機器の設計では、絶縁材料の選定や冷却対策が重要な要素となります。