Gases dieléctricos

Os materiais dieléctricos son basicamente aislantes eléctricos puros. Ao aplicar un campo eléctrico adecuado, os gases dieléctricos poden ser polarizados. O vacío, sólidos, líquidos e gases poden ser materiais dieléctricos. Un gas dieléctrico tamén se chama gas aislante. É un material dieléctrico en estado gaseoso que pode prevenir a descarga eléctrica. O aire seco, hexafluoruro de azufre (SF6) etc. son exemplos de materiais dieléctricos gaseosos.
Os dieléctricos gaseosos non están prácticamente libres de partículas cargadas eléctricamente. Cando se aplica un campo eléctrico periférico a un gas, formáronse electróns libres. Estes electróns libres son acelerados do cátodo ao ánodo pola presión eléctrica que exerce unha forza sobre eles.

Cando estes electróns logran enerxía suficiente para desalojar os electróns dos átomos ou moléculas do gas átomos ou moléculas e, despois diso, os electróns non están envoltos polas moléculas, entón a concentración de electróns comezará a aumentar exponencialmente. Como resultado, ocorre a ruptura. Algúns gases como o SF6 están fortemente ligados (os electróns están fortemente ligados á molécula), outros están débilmente ligados, por exemplo, o oxíxeno, e outros non están en absoluto ligados, por exemplo, o N2. Exemplos de gases dieléctricos son amoníaco, aire, dióxido de carbono, hexafluoruro de azufre (SF6), monóxido de carbono, nitróxeno, hidróxeno, etc. O contido de humidade nos gases dieléctricos pode alterar as propiedades para ser un bom dieléctrico.

Ruptura nos Gases

En realidade, é a diminución da resistencia dos gases aislantes. Isto ocorrerá cando a tensión aplicada aumente máis que a tensión de ruptura (forza dieléctrica). Como resultado, o gas comezará a conducir. Isto é, haverá un forte aumento de tensión nunha pequena área no gas. Esta área de forte aumento de tensión é a razón da ionización parcial do gas veciño e comeza a conducción. Isto fai intencionadamente en descargas de baixa presión (nun precipitador electrostático ou en luzs fluorescentes).

A lei de Paschen aproximou a tensión que causa a ruptura eléctrica (V = f(pd)). É realmente unha ecuación que explica a tensión de ruptura como función do produto da presión e a lonxitude da brecha. Nela obtense unha curva, esta denomínase curva de Paschen. A curva de Paschen para o aire e o argón está representada na figura 1.
Aquí, cando a presión diminúe, a tensión de ruptura tamén diminúe e despois aumenta gradualmente superando o valor orixinal. A tensión de ruptura reducise coa lonxitude da brecha ata un punto, a presión normal.

Cando a lonxitude da brecha se reduce máis aló deste punto, entón a tensión de ruptura comeza a aumentar e supera o seu valor orixinal. En condicións de alta presión e lonxitude de brecha aumentada, a tensión de ruptura é máis ou menos proporcional ao produto dos dous. Isto é aproximadamente proporcional debido aos efectos dos electrodos (a irregularidade microscópica dos electrodos pode causar a ruptura). A tensión de ruptura dos gases dieléctricos tamén é aproximadamente proporcional á densidade.

Mecanismo de Ruptura

O mecanismo de ruptura dependerá directamente da natureza dos gases dieléctricos e a polaridade do electrodo no que comeza a ruptura. Se a ruptura comeza no cátodo, entón o suministro de electróns iniciais é polo propio electrodo. Entón, os electróns aceleraran, ocorrerá a formación de numerosos electróns e resultará en ruptura. Se a ruptura comeza no ánodo, entón o suministro de electróns iniciais é polo gas mesmo. Por exemplo, o aire e o gas SF6. Un punto agudo pequeno nun gas tamén pode ser a razón da ruptura da brecha de gas. Isto ocorre como resultado de procesos de ruptura paso a paso. A formación de corona (isto é, descarga de corona) pode estar relacionada con isto. É realmente unha liberación de enerxía breve (descarga) e resulta en canais de gas levemente ionizado. Cando o campo é demasiado alto, un destes canais conducirá.

Propiedades dos Gases Dieléctricos

As propiedades preferidas dun excelente material dieléctrico gaseoso son as seguintes:

• Máxima forza dieléctrica.

• Boa transferencia de calor.

• Incombustible.

• Inactividade química contra o material de construción usado.

• Inertia.

• Non tóxico ambientalmente.

• Pequena temperatura de condensación.

• Alta constancia térmica.

• Dispoñible a baixo custo.

Aplicación dos Gases Dieléctricos

Empreganse en Transformadores, guías de ondas de radar, Interruptores de Circuito, comutadores, Conmutación de Alta Tensión, refrigerantes. Xeralmente empreganse en aplicacións de alta tensión.

Declaración: Respetar lo original, buenos artículos merecen ser compartidos, si hay infracción por favor contacte para eliminar.