Ano ang mga Dielectric Properties ng Mga Insulating Materials?

Ano ang mga Dielectric Properties ng Insulating Materials?

Pangalawa: Dielectric

Ang dielectric ay isinasaalang-alang bilang materyal na hindi nagdudulot ng elektrisidad ngunit maaaring imumok ang enerhiyang elektrikal, na nagpapahusay sa kakayahan ng mga aparato tulad ng capacitor.

Breakdown Voltage

Ang materyal na dielectric ay may ilang elektron lamang sa normal na operasyon. Kapag ang lakas ng elektriko ay lumampas sa tiyak na halaga, ito ay nagiging sanhi ng pagkabigo. Ito ang nangangahulugan na ang mga katangian ng insulator ay nasira at ito ay huli na naging conductor. Ang lakas ng elektrikong patlang sa panahon ng pagkabigo ay tinatawag na breakdown voltage o dielectric strength. Ito ay maipapahayag sa pinakamababang stress na elektrikal na magiging sanhi ng pagkabigo ng materyal sa ilang kondisyon.

Ito ay maaaring bawasan ng pagtanda, mataas na temperatura, at tubig. Ito ay ibinibigay bilang

Dielectric strength o Breakdown voltage 

V→ Breakdown Potential.

t→ Kapal ng materyal na dielectric.

Relative permittivity

Ito ay kilala rin bilang specific inductive capacity o dielectric constant. Ito ay nagbibigay sa amin ng impormasyon tungkol sa capacitance ng capacitor kapag ang dielectric ay ginamit. Ito ay ipinapakita bilang εr. Ang capacitance ng capacitor ay may kaugnayan sa paghihiwalay ng plato o maaari nating sabihin ang kapal ng dielectrics, cross sectional area ng mga plato at ang karakter ng materyal na dielectric na ginamit. Ang materyal na dielectric na may mataas na dielectric constant ay paborado para sa capacitor.

Relative permeability o dielectric constant = 

Makikita natin na kung susundin natin ang hangin ng anumang medium na dielectric, ang capacitance (capacitor) ay magiging mas mahusay.Ang dielectric constant at dielectric strength ng ilang materyal na dielectric ay ibinibigay sa ibaba.

Dissipation Factor, Loss Angle, at Power Factor

Kapag binigyan ng AC supply ang materyal na dielectric, walang paggamit ng lakas. Ito ay perpektong natutukoy lamang sa pamamagitan ng vacuum at purified gases. Dito, makikita natin na ang charging current ay unang-unang lalampas sa voltage na na-apply ng 90o na ipinapakita sa figure 2A. Ito ang nangangahulugan na walang pagkawala ng lakas sa insulators. Ngunit sa karamihan ng mga kaso, mayroong pagkawala ng enerhiya sa mga insulators kapag ang alternating current ay na-apply. Ang pagkawala na ito ay kilala bilang dielectric loss. Sa praktikal na insulators, ang leakage current ay hindi kailanman unang-unang lalampas sa voltage na na-apply ng 90o (figure 2B). Ang angle na nabuo ng leakage current ay ang phase angle (φ). Ito ay laging bababa sa 90. Makuha din natin dito ang loss angle (δ) bilang 90- φ.

Ang katumbas na circuit ay ipinapakita sa ibaba kasama ang capacitance at resistor na naka-arrange sa parallel.

Mula dito, makuha natin ang dielectric power loss bilang

X → Capacitive reactance (1/2πfC)

cosφ → sinδ

Sa karamihan ng mga kaso, δ ay maliit. Kaya maaari nating tingnan ang sinδ = tanδ.

Kaya, tanδ ay kilala bilang power factor ng dielectrics.

Ang pag-unawa sa mga katangian ng materyal na dielectric ay mahalaga para sa pagdisenyo, paggawa, pag-operate, at recycling ng mga insulators, na may mga pagtatasa na karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng mga pagkalkula at pagsukat.