Gases dielèctrics

Els materials dielèctrics són bàsicament aïllants elèctrics purs. Amb l'aplicació d'un camp elèctric adequat, els gaso dielèctrics es poden polaritzar. El buit, els sòlids, els líquids i els gasos poden ser materials dielèctrics. Un gas dielèctic també s'anomena gas aïllant. És un material dielèctic en estat gasós que pot prevenir la descàrrega elèctrica. L'aire seca, hexafluorur de sòfreg (SF6) etc són exemples de materials dielèctrics gasosos.
Els gasos dielèctrics no estan pràcticament lliures de partícules carregades elèctricament. Quan es porta a terme un camp elèctric perifèric a un gas, es formen electrons lliures. Aquests electrons lliures s'acceleren des de la catòde a l'ànoda per la pressió elèctrica que exerceix una força sobre ells.

Quan aquests electrons assolen energia suficient per impactar els electrons dels àtoms o molècules del gas i després, els electrons no estan involucrats pels molècules, llavors la concentració d'electrons comença a augmentar exponencialment. Com a resultat, es produeix la ruptura. Uns quants gasos com el SF6 estan fortement atats (els electrons estan fortement atats a la molècula), alguns estan atats feblement, per exemple, l'oxigen, i alguns no estan atats gairebé, per exemple, N2. Exemples de gasos dielèctrics són Ammoni, Aire, Dioxid de carboni, Hexafluorur de sòfreg (SF6), Monòxid de carboni, Nitrògen, Hidrogen etc. El contingut d'humitat en els gasos dielèctrics pot alterar les propietats per ser un bon aïllant.

Ruptura en Gasos

En realitat, és la caiguda de la resistència dels gasos aïllants. Això passarà quan la tensió aplicada superi la tensió de ruptura (força dielèctica). Com a resultat, el gas començarà a conduir. És a dir, hi haurà un augment de tensió fort en una àrea petita del gas. Aquesta àrea de increment de tensió fort és la causa de la ionització parcial del gas proper i inicia la conducció. Això es fa intencionadament en descàrregues de baixa pressió (en un precipitador electrostàtic o en llums fluorescentes).

La llei de Paschen aproxima la tensió que provoca la ruptura elèctrica (V = f(pd)). En realitat, és una equació que explica la tensió de ruptura com a funció del producte de la pressió i la longitud de la separació. En aquest cas, es té una corba, anomenada corba de Paschen. La corba de Paschen per l'aire i l'argon es representa a la figura 1.
Aquí, quan la pressió disminueix, la tensió de ruptura també disminueix i després augmenta gradualment superant el valor original. A pressió estàndard, la tensió de ruptura disminueix amb la longitud de la separació fins a un punt.

Quan la longitud de la separació es redueix més enllà d'aquest punt, la tensió de ruptura comença a augmentar i supera el seu valor original. En condicions de pressió alta i longitud de separació augmentada, la tensió de ruptura és més o menys proporcional al producte de les dues. Això és aproximadament proporcional degut als efectes dels electrodes (la irregularitat microscòpica dels electrodes pot causar la ruptura). La tensió de ruptura dels gaso dielèctrics també és aproximadament proporcional a la densitat.

Mecanisme de Ruptura

El mecanisme de ruptura depèn directament de la naturalesa dels gaso dielèctrics i la polaritat dels electrodes on comença la ruptura. Si la ruptura comença a la catòde, llavors el subministrament d'electrons inicials és pel propi electrode. Després, els electrons s'acceleraran, es produiran nombrosos electrons i resultarà en la ruptura. Si la ruptura comença a l'ànoda, llavors el subministrament d'electrons inicials és pel propi gas. Per exemple, aire i SF6 gas. Un petit punta aguda en un gas també pot ser la causa de la ruptura de la separació de gas. Això passa com a resultat de processos de ruptura progressius. La formació de corona (és a dir, descàrrega de corona) es pot relacionar amb això. És en realitat una descàrrega d'energia curta i resulta en canals de gas feblement ionitzats. Quan el camp és massa elevat, un d'aquests canals conducirà.

Propietats dels Gasos Dielèctrics

Les propietats preferides d'un excel·lent material dielèctic gasós són les següents:

• Màxima força dielèctica.

• Bona transferència de calor.

• Incombustible.

• Indiferència química respecte al material de construcció utilitzat.

• Inertesa.

• No tòxic ambientalment.

• Baixa temperatura de condensació.

• Alta constància tèrmica.

• Disponible a baix cost.

Aplicacions dels Gasos Dielèctrics

Es fan servir en Transformadors, Guies d'ones de radar, Interruptors automàtics, Interruptors de potència, Commutació de baixa tensió, Refrigerants. Normalment es fan servir en aplicacions de baixa tensió.

Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.