इन्सुलेटिंग मटेरियल्स के डाइएलेक्ट्रिक प्रॉपर्टीज क्या होती हैं

आइसोलेटिंग सामग्री के डाइएलेक्ट्रिक गुणधर्म क्या हैं?

डाइएलेक्ट्रिक परिभाषा

डाइएलेक्ट्रिक एक सामग्री को दर्शाता है जो विद्युत का चालक नहीं होता लेकिन विद्युत ऊर्जा को संचयित कर सकता है, जिससे कैपेसिटर जैसे उपकरणों की कार्यक्षमता बढ़ जाती है

ब्रेकडाउन वोल्टेज

डाइएलेक्ट्रिक सामग्री में सामान्य संचालन परिस्थितियों में कुछ इलेक्ट्रॉन होते हैं। जब विद्युत शक्ति को एक विशेष मान से अधिक बढ़ा दिया जाता है, तो यह ब्रेकडाउन का कारण बनता है। अर्थात, आइसोलेटिंग गुणधर्म नष्ट हो जाते हैं और अंततः यह एक चालक बन जाता है। ब्रेकडाउन के समय विद्युत क्षेत्र की ताकत को ब्रेकडाउन वोल्टेज या डाइएलेक्ट्रिक शक्ति कहा जाता है। यह कुछ परिस्थितियों में सामग्री के ब्रेकडाउन के लिए न्यूनतम विद्युत तनाव के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

यह वयास, उच्च तापमान और नमी से कम हो सकता है। इसे दिया जाता है

डाइएलेक्ट्रिक शक्ति या ब्रेकडाउन वोल्टेज 

V→ ब्रेकडाउन विभव।

t→ डाइएलेक्ट्रिक सामग्री की मोटाई।

सापेक्ष परमेट्रिविटी

इसे विशिष्ट प्रेरकत्व या डाइएलेक्ट्रिक नियतांक भी कहा जाता है। यह हमें यह जानकारी देता है कि जब डाइएलेक्ट्रिक का उपयोग किया जाता है तो कैपेसिटर की क्षमता क्या है। इसे εr से निरूपित किया जाता है। कैपेसिटर की क्षमता प्लेटों के बीच की दूरी या डाइएलेक्ट्रिक की मोटाई, प्लेटों का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल और उपयोग की गई डाइएलेक्ट्रिक सामग्री की प्रकृति से संबंधित है। एक उच्च डाइएलेक्ट्रिक नियतांक वाली डाइएलेक्ट्रिक सामग्री कैपेसिटर के लिए पसंद की जाती है।

सापेक्ष परमेयता या डाइएलेक्ट्रिक नियतांक = 

हम देख सकते हैं कि यदि हम हवा को किसी डाइएलेक्ट्रिक माध्यम से बदल दें, तो क्षमता (कैपेसिटर) सुधार हो जाएगी।कुछ डाइएलेक्ट्रिक सामग्रियों का डाइएलेक्ट्रिक नियतांक और डाइएलेक्ट्रिक शक्ति नीचे दिया गया है।

डिसिपेशन फैक्टर, लॉस एंगल और पावर फैक्टर

जब डाइएलेक्ट्रिक सामग्री को एक AC आपूर्ति दी जाती है, तो कोई शक्ति उपयोग नहीं होता। यह केवल वैक्यूम और शुद्ध गैसों द्वारा पूरी तरह से प्राप्त किया जा सकता है। यहाँ, हम देख सकते हैं कि चार्जिंग करंट लगाए गए वोल्टेज से 90o आगे बढ़ जाएगा जो चित्र 2A में दिखाया गया है। इसका अर्थ है कि इन्सुलेटर्स में शक्ति का कोई नुकसान नहीं होता। लेकिन अधिकांश मामलों में, वैकल्पिक धारा लगाने पर इन्सुलेटर्स में ऊर्जा का नुकसान होता है। इस नुकसान को डाइएलेक्ट्रिक नुकसान कहा जाता है। व्यावहारिक इन्सुलेटर्स में, लीकेज करंट कभी भी लगाए गए वोल्टेज से 90o आगे नहीं बढ़ता (चित्र 2B)। लीकेज करंट द्वारा बनाया गया कोण फेज कोण (φ) है। यह हमेशा 90 से कम होगा। हम इससे लॉस एंगल (δ) भी प्राप्त कर सकते हैं जो 90- φ होगा।

समकक्ष परिपथ नीचे दिखाया गया है जिसमें पैरालल में क्षमता और प्रतिरोधक व्यवस्थित हैं।

इससे हम डाइएलेक्ट्रिक पावर लॉस प्राप्त करेंगे

X → क्षमता प्रतिक्रिया (1/2πfC)

cosφ → sinδ

अधिकांश मामलों में, δ छोटा होता है। इसलिए हम sinδ = tanδ ले सकते हैं।

इसलिए, tanδ डाइएलेक्ट्रिक्स का पावर फैक्टर कहलाता है।

डाइएलेक्ट्रिक सामग्रियों के गुणधर्मों को समझना इन इन्सुलेटर्स के डिजाइन, निर्माण, संचालन और पुनर्चक्रीकरण के लिए महत्वपूर्ण है, जिसका मूल्यांकन आमतौर पर गणना और माप के माध्यम से किया जाता है।