Apa Sifat Dielektrik dari Bahan Isolasi?

Apa Sifat Dielektrik dari Bahan Isolasi?

Definisi Dielektrik

Dielektrik didefinisikan sebagai bahan yang tidak menghantarkan listrik tetapi dapat menyimpan energi listrik, meningkatkan fungsionalitas perangkat seperti kapasitor.

Tegangan Penembusan

Bahan dielektrik hanya memiliki beberapa elektron dalam kondisi operasi normal. Ketika kekuatan listrik melebihi nilai tertentu, hal ini menyebabkan penembusan. Artinya, sifat isolasi rusak dan akhirnya menjadi konduktor. Kekuatan medan listrik pada saat penembusan disebut tegangan penembusan atau kekuatan dielektrik. Ini dapat dinyatakan dalam stres listrik minimum yang akan menyebabkan penembusan bahan di bawah beberapa kondisi.

Hal ini dapat dikurangi oleh penuaan, suhu tinggi, dan kelembaban. Diberikan sebagai

Kekuatan dielektrik atau Tegangan penembusan

V→ Potensial Penembusan.

t→ Ketebalan bahan dielektrik.

Permittivitas Relatif

Ini juga disebut sebagai kapasitansi induktif spesifik atau konstanta dielektrik. Ini memberikan informasi tentang kapasitansi kapasitor ketika dielektrik digunakan. Ditandai sebagai εr. Kapasitansi kapasitor berhubungan dengan jarak antar pelat atau kita bisa mengatakan ketebalan dielektrik, area penampang pelat, dan karakter bahan dielektrik yang digunakan. Bahan dielektrik dengan konstanta dielektrik tinggi lebih disukai untuk kapasitor.

Permeabilitas relatif atau konstanta dielektrik = 

Kita dapat melihat bahwa jika kita mengganti udara dengan medium dielektrik apa pun, kapasitansi (kapasitor) akan meningkat.Konstanta dielektrik dan kekuatan dielektrik dari beberapa bahan dielektrik diberikan di bawah ini.

Faktor Disipasi, Sudut Rugi, dan Faktor Daya

Ketika bahan dielektrik diberikan suplai AC, tidak ada penggunaan daya yang terjadi. Hal ini dicapai secara sempurna hanya oleh vakum dan gas murni. Di sini, kita dapat melihat bahwa arus pengisian akan memimpin tegangan yang diterapkan sebesar 90o yang ditunjukkan pada Gambar 2A. Ini menunjukkan bahwa tidak ada kerugian daya pada isolator. Namun, dalam sebagian besar kasus, ada disipasi energi pada isolator ketika arus bolak-balik diterapkan. Kerugian ini dikenal sebagai kerugian dielektrik. Pada isolator praktis, arus bocor tidak akan pernah memimpin tegangan yang diterapkan sebesar 90o (Gambar 2B). Sudut yang dibentuk oleh arus bocor adalah sudut fase (φ). Akan selalu kurang dari 90. Kita juga akan mendapatkan sudut rugi (δ) dari ini sebagai 90- φ.

Rangkaian setara ditunjukkan di bawah ini dengan kapasitansi dan resistor disusun secara paralel.

Dari ini, kita akan mendapatkan kerugian daya dielektrik sebagai

X → Reaktansi kapasitif (1/2πfC)

cosφ → sinδ

Dalam sebagian besar kasus, δ kecil. Jadi kita bisa mengambil sinδ = tanδ.

Jadi, tanδ dikenal sebagai faktor daya dielektrik.

Memahami sifat bahan dielektrik sangat penting untuk merancang, memproduksi, mengoperasikan, dan mendaur ulang isolator ini, dengan penilaian biasanya dilakukan melalui perhitungan dan pengukuran.