Gas Dieléctrico

Ang mga materyales na dielectric ay pangunahing mabibigat at malinis na elektrikal na insulator. Sa pamamagitan ng pag-apply ng isang makatwirang elektrikal na field, ang dielectric gases ay maaaring polarized. Ang vacuum, solido, likido, at gas ay maaaring maging materyal na dielectric. Ang isang dielectric gas ay tinatawag ding insulating gas. Ito ay isang materyal na dielectric sa estado ng gas na maaaring mapigilan ang electrical discharge. Ang dry air, Sulphur hexafluoride (SF6) atbp. ay mga halimbawa ng gaseous dielectric materials.
Ang mga gaseous dielectrics ay hindi praktikal na walang electrically charged particles. Kapag isinaply ang peripheral electric field sa isang gas, ang mga free electrons ay nabubuo. Ang mga itong free electrons ay inaaccelerate mula cathode hanggang anode ng electric pressure na nag-apply ng puwersa sa kanila.

Kapag ang mga electrons na ito ay nakamit ang sapat na enerhiya upang bumangga sa mga electrons ng gas atoms o molecules, at pagkatapos nito, ang mga electrons ay hindi na kasama ng mga molecules, ang concentration ng electrons ay magsisimulang tumaas nang exponential. Bilang resulta, ang breakdown ay nangyayari. Ang ilang mga gas tulad ng SF6 ay matatag (ang mga electrons ay malakas na nakakabit sa molecule), ang iba ay mahina (hal. oxygen) at ang iba naman ay hindi naman kailanman (hal. N2). Mga halimbawa ng dielectric gases ay Ammonia, Air, Carbon dioxide, Sulphur hexafluoride (SF6), Carbon Monoxide, Nitrogen, Hydrogen atbp. Ang moisture content sa mga dielectric gases ay maaaring baguhin ang mga katangian upang maging magandang dielectric.

Breakdown sa Mga Gas

Tunay na, ito ang pagbagsak ng resistance ng mga insulating gases. Ito ay mangyayari kapag ang isinaply na voltage ay mas mataas kaysa sa breakdown voltage (dielectric strength). Bilang resulta nito, ang gas ay magsisimulang mag-conduct. Ibig sabihin, mayroong malakas na pagtaas ng voltage sa isang maliit na lugar sa gas. Ang lugar na ito ng malakas na pagtaas ng voltage ang dahilan ng partial ionisation ng nearby gas at magsisimulang mag-conduct. Ito ay ginagawa nang ma-intentional sa low pressure discharges (sa isang electrostatic precipitator o sa fluorescent lights).

Ang Paschen’s law ay nagsasaayos ng voltage na nagdudulot ng electrical breakdown (V = f(pd)). Ito ay talaga ang equation na naglalarawan ng breakdown voltage bilang function ng product ng pressure at gap length. Sa iyon, nakukuha ang isang kurba, ito ang tinatawag na Paschen’s curve. Ang Paschen’s curve para sa air at argon ay ipinapakita sa figure 1.
Dito, habang ang pressure ay bawas, ang breakdown voltage ay din bawas at pagkatapos ay unti-unting tumaas na lumampas sa orihinal na value. Sa standard pressure, ang breakdown voltage ay bawas sa gap length hanggang sa isang punto.

Kapag ang gap length ay bawas pa lalo sa labas ng punto, ang breakdown voltage ay magsisimulang tumaas at lumampas sa orihinal na value. Sa high pressure at increased gap length condition, ang breakdown voltage ay medyo proporsiyonal sa product ng dalawa. Ito ay medyo proporsiyonal dahil sa electrode effects (microscopic irregularity ng electrodes maaaring magdulot ng breakdown). Ang breakdown voltage ng dielectric gases ay medyo proporsiyonal sa density.

Mekanismo ng Breakdown

Ang mekanismo ng breakdown ay direktang depende sa nature ng dielectric gases at sa polarity ng electrode kung saan nagsisimula ang breakdown. Kung nagsisimula ang breakdown sa cathode, ang supply ng initial electrons ay galing sa electrode mismo. Pagkatapos, ang mga electrons ay maaaring mapabilis, ang formation ng maraming electrons ay nangyayari at ito ang nagresulta sa breakdown. Kung nagsisimula ang breakdown sa anode, ang supply ng initial electrons ay galing sa gas mismo. Hal. air at SF6 gas. Ang isang maliit na sharp point sa isang gas ay maaaring dahilan ng breakdown ng gas gap. Ito ay nangyayari bilang resulta ng step-by-step breakdown processes. Ang corona formation (i.e. corona discharge) ay maaaring kaugnay dito. Ito ay talaga ang maikling energy release (discharge) at ito ang nagresulta sa feebly ionized gas channels. Kapag ang field ay masyadong mataas, isa sa mga channel na ito ay mag-conduct.

Katangian ng Mga Dielectric Gases

Ang piniling katangian ng isang mahusay na gaseous dielectric material ay kasunod:

• Pinakamataas na dielectric strength.

• Magandang heat transfer.

• Hindi maaaring mag-init.

• Chemical idleness laban sa construction material na ginagamit.

• Inertness.

• Environmentally non poisonous.

• Maliit na temperatura ng condensation.

• High thermal constancy.

• Acquirable sa mababang cost

Paggamit ng Mga Dielectric Gases

Ito ay ginagamit sa Transformer, Radar waveguides, Circuit Breakers, Switchgears, High Voltage Switching, Coolants. Karaniwang ginagamit ito sa high voltage application.

Pahayag: Respetuhin ang original, mahusay na mga artikulo na karapat-dapat na maibahagi, kung may infringement pakiusap na ilipat ang pag-delete.