Dielektriset kaasut

Dielektriset materiaalit ovat periaatteessa yksinkertaisia ja puhtaita sähköisolointeja. Sensibellä sähkökentällä dielektrisiä kaasuja voidaan polarisoida. Tyhjiö, kiinteät aineet, nesteet ja kaasut voivat olla dielektrisiä materiaaleja. Dielektrinen kaasu on myös tunnettu nimellä eristävä kaasu. Se on gaseosaan oleva dielektrinen materiaali, joka voi estää sähköisen purkauksen. Kuiva ilma, rikkiheksafluoridi (SF6) jne. ovat esimerkkejä gaseosista dielektrisistä materiaaleista.
Gaseosit dielektriset materiaalit eivät ole käytännössä vapaana sähköisesti varautuneista hiukkasista. Kun ulkopuolinen sähkökenttä kohdistetaan kaasuun, vapaita elektronien muodostuu. Nämä vapaiden elektronit kiihdytetään katodista anoodiin sähköpaineen vaikutuksesta.

Kun nämä elektronit saavuttavat riittävän energian lyödäkseen kaasun atomien tai molekyylien elekronit ja sen jälkeen elektronit eivät enää liity molekyyleihin, elektronien pitoisuus alkaa kasvaa eksponentiaalisesti. Tämän seurauksena tapahtuu purkaus. Jotkut kaasut, kuten SF6, ovat vahvasti sidottuja (elektronit ovat vahvasti sidoksissa molekyyliin), jotkut ovat heikosti sidottuja, kuten hapetta, ja jotkut eivät ole lainkaan sidottuja, kuten N2. Dielektristen kaasujen esimerkkejä ovat Ammoniakki, Ilma, Hiilidioksidi, Rikkiheksafluoridi (SF6), Hiilimonoksidipitoisuus, Typpi, Vety jne. Dielektristen kaasujen kosteusmäärä voi muuttaa niiden ominaisuuksia hyvän dielektrisen materiaalin ominaisuuksiksi.

Purkaus kaasuissa

Todellisuudessa kyseessä on eristävien kaasujen vastustuksen pudotus. Tämä tapahtuu, kun sovellettu jännite ylittää purkauksen jännitteen (dielektrisen vahvuuden). Tämän seurauksena kaasu alkaa johtaa. Eli pienellä alueella kaasussa tulee olemaan voimakas jänniteen nousu. Tämä alue, jossa jännite nousee voimakkaasti, on lähialueen kaasun osittaiseen ionisaatioon ja johtamiseen aloittamiseen. Tätä tehdään tarkoituksella matalassa paineessa (esimerkiksi elektrostaattisessa precipitaattorissa tai fluoresventtivaloissa).

Paschenin laki approksimoi jännitettä, joka aiheuttaa sähköisen purkauksen (V = f(pd)). Se on itse asiassa yhtälö, joka selittää purkauksen jännitteen funktiona paineen ja kuilun pituuden tulosta. Tästä saadaan käyrä, jota kutsutaan Paschenin käyräksi. Ilman ja argonin Paschenin käyrä on esitetty kuvassa 1.
Tässä, kun paine vähenee, purkauksen jännite myös vähenee ja sitten se kasvaa hitaasti ylittäen alkuperäisen arvon. Normaalissa paineessa purkauksen jännite vähenee kuilun pituuden kanssa tietylle pisteelle asti.

Kun kuilun pituus vähenee tämän pisteen jälkeen, purkauksen jännite alkaa kasvaa ja ylittää alkuperäisen arvonsa. Korkeassa paineessa ja lisättyä kuilun pituutta edellyttävissä olosuhteissa purkauksen jännite on suunnilleen verrannollinen kahden tuotteen väliseen suhteeseen. Tämä on suunnilleen verrannollinen, koska sähködetektorien vaikutukset (elektrodien mikroskooppiset epäsäännöllisyydet voivat aiheuttaa purkauksen). Dielektristen kaasujen purkauksen jännite on suunnilleen verrannollinen tiheyteen.

Purkauksen mekanismi

Purkauksen mekanismi riippuu suoraan dielektristen kaasujen luonteesta ja elektrodin napojen polariteetista, jossa purkaus alkaa. Jos purkaus alkaa katodissa, aloitusmekonien tarjoajana toimii itse elektrodi. Sitten elektronit kiihdytetään, monien elektronien muodostuminen tapahtuu ja se johtaa purkaukseen. Jos purkaus alkaa anoodissa, aloitusmekonien tarjoajana toimii itse kaasu. Esimerkiksi ilma ja SF6 kaasu. Pieni terävä kohta kaasussa voi myös olla syynä kaasukuilun purkaukseen. Tämä tapahtuu vaiheittaisen purkauksen prosessien seurauksena. Kruunan muodostuminen (eli kruunan purkaus) liittyy tähän. Se on itse asiassa lyhyt energia vapautus (purkaus) ja se johtaa heikosti ionisoituihin kaasukanaviin. Kun kenttä on liian suuri, yksi näistä kanavoista johtaa.

Dielektristen kaasujen ominaisuudet

Erinomaisen gaseosan dielektrisen materiaalin halutut ominaisuudet ovat seuraavat:

• Suurin mahdollinen dielektrinen vahvuus.

• Hyvä lämmön siirto.

• Syntymätön.

• Kemiallinen passiivisuus rakennusmateriaaleihin nähden.

• Passiivisuus.

• Ympäristölle ei myrkyllinen.

• Pieni kondensaation lämpötila.

• Korkea lämpötilastabiilisuus.

• Saatavilla edullisesti.

Dielektristen kaasujen sovellukset

Sillä käytetään Muuntimissa, Radarin aaltopuhdasjoissa, Sulkuissa, Sulkuvarusteissa, Korkeajännitteisessä kytkentässä, Jäähdytysaineina. Niitä käytetään yleensä korkeajännitteisiin sovelluksiin.

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on rikkominen ottakaa yhteyttä poistamaan.