Dielektrik Özellikler Nedir?

Dielektrik Malzemelerin Özellikleri Nelerdir?

Dielektrik Tanımı

Dielektrik, elektriği iletmeyen ancak elektrik enerjisini depolayabilen ve kapasitörler gibi cihazların işlevselliğini artıran bir malzemedir.

Kırılma Gerilimi

Dielektrik malzeme, normal çalışma koşullarında sadece bazı elektronlara sahiptir. Elektrik gücü belirli bir değerin üzerindeyse, bu kırılmanın nedeni olur. Yani, yalıtım özellikleri zarar görür ve sonunda iletken olur. Kırılma anındaki elektrik alan gücünü kırılma gerilimi veya dielektrik gücü olarak adlandırır. Bazı koşullar altında malzemenin kırılmasına neden olan minimum elektrik stresi olarak ifade edilebilir.

Yaşlanma, yüksek sıcaklık ve nemle azalabilir. Şekilde verilmiştir:

Dielektrik güç veya Kırılma gerilimi 

V→ Kırılma Potansiyeli.

t→ Dielektrik malzemenin kalınlığı.

Göreceli Dielektrik Sabiti

Ayrıca spesifik indüktif kapasite veya dielektrik sabiti olarak da bilinir. Bu, dielektrik kullanıldığında kapasitörün kapasitesi hakkında bilgi verir. εr ile gösterilir. Kapasitörün kapasitesi, plakalar arasındaki ayrılık ya da başka bir deyişle dielektriklerin kalınlığı, plakaların kesit alanı ve kullanılan dielektrik malzemenin karakteriyle ilişkilidir. Yüksek dielektrik sabitine sahip bir dielektrik malzeme, kapasitör için tercih edilir.

Göreceli dielektrik sabiti = 

Eğer havayı herhangi bir dielektrik ortamla değiştirirsek, kapasitörün kapasitesi iyileşeceğine dair görebiliriz. Bazı dielektrik malzemelerin dielektrik sabiti ve dielektrik gücü aşağıda verilmiştir.

Kayıp Faktörü, Kayıp Açı ve Güç Faktörü

Bir dielektrik malzemeye AC beslemesi verildiğinde, güç tüketimi gerçekleşmez. Bu, sadece vakum ve saf gazlar tarafından mükemmel bir şekilde gerçekleştirilir. Burada, şarj akımının uygulanan gerilimden 90o önde olduğunu görebiliriz (Şekil 2A). Bu, yalıtıcılarda güç kaybının olmadığını gösterir. Ancak çoğu durumda, alternatif akım uygulandığında yalıtıcılarda enerji kaybı meydana gelir. Bu kayba dielektrik kaybı denir. Pratik yalıtıcılarda, sızıntı akımı asla uygulanan gerilimden 90o önde değildir (Şekil 2B). Sızıntı akımı tarafından oluşturulan açı faz açısıdır (φ). Her zaman 90'dan küçük olacaktır. Bu açıdan kayıp açısı (δ) olarak 90- φ elde edilir.

Paralel olarak düzenlenmiş kapasitör ve dirençle eşdeğer devre aşağıda gösterilmiştir.

Bu sayede, dielektrik güç kaybını şu şekilde elde ederiz:

X → Kapasitif reaktans (1/2πfC)

cosφ → sinδ

Çoğu durumda, δ küçüktür. Bu yüzden sinδ = tanδ alabiliriz.

Bu nedenle, tanδ dielektriklerin güç faktörü olarak bilinir.

Dielektrik malzemelerin özelliklerini anlamak, bu yalıtıcıların tasarımı, üretimi, işletilmesi ve geri dönüşümü için önemlidir. Değerlendirmeler genellikle hesaplamalar ve ölçümler aracılığıyla yapılır.