Mikä ovat eristävien materiaalien diellektriset ominaisuudet

Mikä ovat eristävien materiaalien diellektriset ominaisuudet?

Diellektri määritelmä

Diellektri on määritelty sellaiseksi materiaaliksi, joka ei johtaa sähköä, mutta pystyy varastamaan sähköenergiaa, mikä parantaa laitteiden, kuten kondensaattorien toiminnallisuutta.

Romahdusjännite

Diellektrinen materiaali sisältää normaaleissa käyttöolosuhteissa vain muutamia elektronit. Kun sähkökentän voima ylittää tietyn arvon, se aiheuttaa romahduksen. Tämä tarkoittaa, että eristävät ominaisuudet vaurioituvat ja se lopulta muuttuu johtimeksi. Sähkökentän voimakkuus romahdushetkellä kutsutaan romahdusjännitteeksi tai diellektriseksi voimakkuudeksi. Sitä voidaan ilmaista pienimmällä sähköstressillä, joka aiheuttaa materiaalin romahduksen tietyissä olosuhteissa.

Sitä voi heikentää ikääntyminen, korkea lämpötila ja kosteus. Se ilmoitetaan seuraavasti:

Diellektrinen voimakkuus tai romahdusjännite

V→ Romahduspotentiaali.

t→ Diellektrisen materiaalin paksuus.

Suhteellinen dielektrinen vakio

Se tunnetaan myös nimellä erityisinduktiivinen kapasiteetti tai diellektrinen vakio. Tämä antaa meille tietoa kondensaattorin kapasitanssista, kun diellektrinen materiaali käytetään. Sitä merkitään εr:llä. Kondensaattorin kapasitanssi liittyy levien välimatkaan tai voimme sanoa diellektristen materiaalien paksuuteen, levien poikkileikkauksen alueeseen ja käytettävän diellektrisen materiaalin luonteeseen. Korkealla diellektrisellä vakiolla varustettu diellektrinen materiaali on suositumpi kondensaattoreille.

Suhteellinen permeabiliteetti tai diellektrinen vakio = 

Näemme, että jos korvaamme ilma jonkin diellektrisen keskiön, kapasitanssi (kondensaattori) paranee.Joidenkin diellektristen materiaalien diellektrinen vakio ja diellektrinen voimakkuus on annettu alla.

Häviökerroin, häviökulma ja tehokerroin

Kun diellektriselle materiaalille annetaan vaihtovirta, ei tapahdu tehon käyttöä. Se saavutetaan täydellisesti vain tyhjiössä ja puhdistetuissa kaasuissa. Tässä näemme, että ladattava virta kulkee 90 astetta edellä sovitettua jännitettä, kuten kuvassa 2A. Tämä tarkoittaa, ettei ole tehon hukkaa eristimissä. Mutta useimmissa tapauksissa on energian häviö eristimissä, kun vaihtovirta sovitetaan. Tätä häviötä kutsutaan diellektriseksi häviökseksi. Praktisissa eristimissä leviyvä virta ei koskaan kulje 90 astetta edellä sovitettua jännitettä (kuva 2B). Kulma, joka muodostuu leviyvän virran ja sovitettua jännitettä välillä, on vaihekulma (φ). Se on aina alle 90. Saamme myös häviökulman (δ) tästä laskemalla 90- φ.

Vastaavaksi piiriksi esitetään kapasitanssi ja vastus rinnan asetettuna.

Tästä saamme diellektrisen tehon häviön seuraavasti:

X → Kapasitiivinen reaktanssi (1/2πfC)

cosφ → sinδ

Useimmissa tapauksissa δ on pieni. Joten voimme ottaa sinδ = tanδ.

Joten, tanδ tunnetaan diellektristen materiaalien tehokerrointena.

Diellektristen materiaalien ominaisuuksien ymmärtäminen on tärkeää näiden eristimien suunnittelussa, valmistuksessa, käytössä ja kierrätyksessä, arvioita tehdään yleensä laskutoimituksilla ja mittauksilla.