Kādi ir izolejošo materiālu dielektriskās īpašības

Kādi ir dielektrisko materiālu īpašības?

Dielektrisks definīcija

Dielektrisks materiāls tiek definēts kā materiāls, kas neved elektroenerģiju, bet var saglabāt elektroenerģiju, palielinot ierīču, piemēram, kondensatoru, funkcionalitāti.

Bojājuma spriegums

Normālajā darbības stāvoklī dielektriskajā materiālā atrodas tikai daži elektroni. Ja elektriskā stipruma vērtība pārsniedz noteiktu robežvērtību, notiek bojājums. Tas nozīmē, ka izolējošās īpašības tiek bojātas un materiāls beidzot kļūst par vedlielu. Elektriskais lauka stiprums brīdī, kad notiek bojājums, tiek saukts par bojājuma spriegumu vai dielektrisko stiprumu. To var izteikt ar minimālo elektrisko spriedzi, kas rada materiāla bojājumu zināmos apstākļos.

To var samazināt vecumā, augstā temperatūrā un mitrumā. Tas tiek dota kā

Dielektriskais stiprums vai bojājuma spriegums 

V→ Bojājuma potenciāls.

t→ Dielektriskā materiāla biezums.

Relatīvā permitivitāte

Tā arī tiek saukta par specifisko induktīvo spēju vai dielektrisko konstanti. Tas sniedz mums informāciju par kondensatora kapacitāti, ja tiek izmantots dielektrisks materiāls. Tā apzīmējums ir εr. Kondensatora kapacitāte ir saistīta ar plāksņu atdalīšanos vai, citiem vārdiem sakot, ar dielektrisko materiāla biezumu, plāksņu priekšpuses laukumu un izmantotā dielektriskā materiāla raksturojumu. Augstu dielektrisko konstanti izrādīto materiālu iecienījusi kondensatori.

Relatīvā permeabilitāte vai dielektriskā konstante = 

Mēs redzam, ka, ja aizvietojam gaisu ar jebkuru dielektrisko vidu, kapacitānce (kondensators) uzlabosies.Dažu dielektrisko materiālu dielektriskā konstante un dielektriskais stiprums ir norādīti zemāk.

Izgāšanās faktors, zudumu leņķis un spēka faktors

Ja dielektriskam materiālam tiek pievienota AC piegāde, enerģijas patēriņš nesasniedz. Tas tiek perfektā veidā sasniegts tikai vakuumā un tīros gāzēs. Šeit mēs redzam, ka uzlādes strāva virzīsies uz priekšu pret pievienoto spriegumu par 90o, kā tas ir parādīts 2A attēlā. Tas nozīmē, ka izolatoros nav enerģijas zudumi. Tomēr lielākajā daļā gadījumu, kad tiek pievienota maiņstrāva, izolatoros notiek enerģijas izgāšanās. Šo zudumu sauc par dielektrisko zudumu. Praktiskos izolatoros izplūdes strāva nekad nepārsniedz pievienoto spriegumu par 90o (2B attēls). Leņķis, ko veido izplūdes strāva, ir fāzes leņķis (φ). Tas vienmēr būs mazāks par 90. No šī mēs arī iegūsim zudumu leņķi (δ) kā 90- φ.

Ekvivalentais shēmas ir parādīts zemāk ar kapacitānci un rezistoru, kas novietoti paralēli.

No šī mēs iegūsim dielektrisko enerģijas zudumu kā

X → Kapacitātveida reaktivitāte (1/2πfC)

cosφ → sinδ

Lielākajā daļā gadījumu, δ ir mazs. Tāpēc mēs varam pieņemt, ka sinδ = tanδ.

Tātad, tanδ tiek saukts par dielektrisko materiālu spēka faktoru.

Dielektrisko materiālu īpašību izpratne ir būtiska to dizainam, ražošanai, darbībai un atkritumu pārstrādei, ar aprēķiniem un mērījumiem, kas parasti tiek veikti, lai tos novērtētu.