절연재료의 유전체 특성은 무엇인가요?

절연재료의 유전체 특성은 무엇인가요?

유전체 정의

유전체는 전기를 전도하지 않지만 전기 에너지를 저장할 수 있는 물질로, 콘덴서와 같은 장치의 기능을 향상시킵니다.

파괴 전압

유전체 재료는 일반적인 작동 상태에서는 일부 전자만 가지고 있습니다. 전기 강도가 특정 값 이상으로 증가하면 파괴가 발생합니다. 즉, 절연 특성이 손상되어 결국 도체가 됩니다. 파괴 시의 전기장 강도를 파괴 전압 또는 유전체 강도라고 합니다. 이는 특정 조건 하에서 재료의 파괴를 일으키는 최소 전기 스트레스로 표현할 수 있습니다.

노화, 고온 및 습기에 의해 감소될 수 있습니다. 다음과 같이 표시됩니다.

유전체 강도 또는 파괴 전압 

V→ 파괴 전위.

t→ 유전체 재료의 두께.

상대 유전율

이것은 또한 특정 유도 용량 또는 유전체 상수라고도 합니다. 이는 유전체가 사용될 때 콘덴서의 용량에 대한 정보를 제공합니다. εr로 표시됩니다. 콘덴서의 용량은 판의 간격 또는 유전체의 두께, 판의 단면적, 그리고 사용된 유전체 재료의 특성과 관련이 있습니다. 높은 유전체 상수를 가진 유전체 재료는 콘덴서에 유리합니다.

상대 투자율 또는 유전체 상수 = 

우리는 공기를 어떤 유전체 매체로 대체하면 콘덴서의 용량이 개선됨을 알 수 있습니다.일부 유전체 재료의 유전체 상수와 유전체 강도는 다음과 같습니다.

손실 계수, 손실 각도 및 전력 인자

유전체 재료에 교류 전원을 주면 전력 소모가 발생하지 않습니다. 이는 진공과 정제된 가스에서 완벽하게 달성됩니다. 여기서 충전 전류가 적용된 전압보다 90도 앞서는 것을 볼 수 있으며, 그림 2A에 표시되어 있습니다. 이는 절연체에서 전력 손실이 없다는 것을 의미합니다. 그러나 대부분의 경우, 교류가 적용되면 절연체에서 에너지 손실이 발생합니다. 이를 유전체 손실이라고 합니다. 실제 절연체에서는 누설 전류가 적용된 전압보다 90도 앞서지 않습니다(그림 2B). 누설 전류가 형성하는 각도는 위상각(φ)입니다. 항상 90도 미만입니다. 우리는 또한 90- φ로 손실 각도(δ)를 얻을 수 있습니다.

평행 연결된 커패시턴스와 저항으로 구성된 동등한 회로는 아래에 표시되어 있습니다.

이로부터 우리는 유전체 전력 손실을 다음과 같이 얻을 수 있습니다.

X → 커패시턴스 반응(1/2πfC)

cosφ → sinδ

대부분의 경우 δ는 작습니다. 따라서 sinδ = tanδ로 취할 수 있습니다.

따라서 tanδ는 유전체의 전력 인자로 알려져 있습니다.

유전체 재료의 특성을 이해하는 것은 설계, 제조, 운영, 재활용 등에 있어 중요하며, 이러한 절연체에 대한 평가는 일반적으로 계산과 측정을 통해 이루어집니다.