Диэлектрические потери
Диэлектри́ческие поте́ри, часть энергии переменного электрического поля, которая преобразуется в теплоту в диэлектрике. Все движения частиц в веществе связаны с диссипацией части энергии, сообщённой частицам электрическим полем. В конечном счёте эта часть энергии превращается в теплоту. Диэлектрические потери зависят от частоты переменного электрического поля.
Если основную роль в поляризации диэлектрика играют малые смещения электронов и ионов, то диэлектрик можно рассматривать как совокупность гармонических осцилляторов, испытывающих в переменном поле вынужденные колебания. Потери энергии при таких колебаниях максимальны, если близка к частоте собственных колебаний осциллятора (резонанс). При выходе частоты из области резонанса амплитуда колебаний и скорости частиц быстро уменьшаются и диэлектрические потери становятся небольшими. При электронном механизме поляризации максимум потерь приходится на оптические частоты (порядка 1015 Гц), поэтому для электротехнических и радиотехнических частот диэлектрические потери ничтожны. При поляризации, обусловленной смещением ионов, максимум диэлектрических потерь расположен в ИК-диапазоне (1012–1013 Гц). Ещё меньшие частоты соответствуют максимуму диэлектрических потерь при ориентационной поляризации. Если период колебаний внешнего поля меньше времени, необходимого для выстраивания дипольных моментов вдоль поля, поляризация почти не успевает устанавливаться и диэлектрические потери малы. При низких частотах поляризация успевает следовать за полем, то есть смещения частиц велики, но из-за больших величин времени смещений диэлектрические потери также малы. Максимум диэлектрических потерь имеет место при наложении переменного поля, период которого примерно равен времени установления ориентации молекул (времени релаксации). Для воды, поляризация которой в основном ориентационная, порядка 10–10 с.
Количественной характеристикой диэлектрических потерь является величина тангенса угла диэлектрических потерь (угол – разность фаз между векторами поляризации и напряжённости электрического поля).
Реальные диэлектрики обладают конечной электрической проводимостью , с наличием которой также связана часть диэлектрических потерь. При низких частотах джоулевы потери, связанные с проводимостью, могут оказаться существенными, так как их величина не равна нулю при . Если диэлектрические потери обусловлены только проводимостью, то (в системе СГСЭ).