Unsa ang mga Katangian Dielectric sa Mga Materyales nga Insulator?

Ano ang mga Dielectric Properties sa Insulating Materials?

Dielectric Definition

Ang dielectric ay inilalarawan bilang materyal na hindi nagdudulot ng kuryente pero maaaring imumok ang enerhiyang elektriko, na nagpapataas ng kakayahan ng mga aparato tulad ng capacitor.

Breakdown Voltage

Ang materyal na dielectric ay may kaunting mga elektron sa normal na operasyon. Kapag ang lakas ng elektriko ay tumaas pa higit sa partikular na halaga, ito ay magresulta sa pagkasira. Ito ay nangangahulugan na ang mga katangian ng insulator ay nasira at ito ay naging konduktor. Ang lakas ng elektrikal na field sa oras ng pagkasira ay tinatawag na breakdown voltage o dielectric strength. Ito ay maaaring ipahayag sa pinakamababang electrical stress na magreresulta sa pagkasira ng materyal sa ilang kondisyon.

Ito ay maaaring bawasan ng pagtanda, mataas na temperatura, at pagkakaroon ng tubig. Ito ay ibinibigay bilang:

Dielectric strength o Breakdown voltage 

V→ Breakdown Potential.

t→ Habang ng materyal na dielectric.

Relative permittivity

Ito ay tinatawag din bilang specific inductive capacity o dielectric constant. Ito ay nagbibigay sa atin ng impormasyon tungkol sa capacitance ng capacitor kapag ginamit ang dielectric. Ito ay inilalarawan bilang εr. Ang capacitance ng capacitor ay may kaugnayan sa paghihiwalay ng plato o ang haba ng dielectrics, cross sectional area ng mga plato, at ang katangian ng materyal na dielectric na ginamit. Ang materyal na dielectric na may mataas na dielectric constant ay paborado para sa capacitor.

Relative permeability o dielectric constant = 

Makikita natin na kung papalitan natin ang hangin ng anumang medium na dielectric, ang capacitance (capacitor) ay magiging mas mabuti.Ang dielectric constant at dielectric strength ng ilang materyal na dielectric ay ibinibigay sa ibaba.

Dissipation Factor, Loss Angle and Power Factor

Kapag binigyan ng AC supply ang materyal na dielectric, walang paggamit ng lakas. Ito ay perpektong natutukoy lamang sa pamamagitan ng vacuum at purified gases. Dito, makikita natin na ang charging current ay unang magbabayad sa voltage na na-apply ng 90o na ipinapakita sa figure 2A. Ito ay nangangahulugan na walang pagkawala ng lakas sa insulators. Ngunit sa karamihan ng mga kaso, mayroong dissipation ng enerhiya sa mga insulators kapag in-apply ang alternating current. Ang pagkawala na ito ay kilala bilang dielectric loss. Sa praktikal na insulators, ang leakage current ay hindi kailanman magbabayad sa voltage na na-apply ng 90o (figure 2B). Ang angle na nabuo ng leakage current ay ang phase angle (φ). Ito ay laging mas kaunti kaysa 90. Makukuha rin natin ang loss angle (δ) dito bilang 90- φ.

Ang equivalent circuit ay ipinapakita sa ibaba kasama ang capacitance at resistor na naka-arrange sa parallel.

Mula rito, makukuha natin ang dielectric power loss bilang

X → Capacitive reactance (1/2πfC)

cosφ → sinδ

Sa karamihan ng mga kaso, δ ay maliliit. Kaya maaari nating isama ang sinδ = tanδ.

Kaya, tanδ ay kilala bilang power factor ng dielectrics.

Ang pag-unawa sa mga katangian ng materyal na dielectric ay mahalaga sa pagdisenyo, paggawa, pag-operate, at recycling ng mga insulators, na may mga pagtatasa na karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng mga pagkalkula at pagsukat.