Gas Dielektrik

Bahan dielektrik pada dasarnya adalah insulator listrik murni. Dengan menerapkan medan listrik yang masuk akal, gas dielektrik dapat dipolarisasi. Vakum, Padatan, Cairan, dan Gas dapat menjadi bahan dielektrik. Gas dielektrik juga disebut sebagai gas isolator. Ini adalah bahan dielektrik dalam keadaan gas yang dapat mencegah arus pendek. Udara kering, Sulfur heksafluorida (SF6) dll adalah contoh bahan dielektrik gas.
Dielektrik gas tidak benar-benar bebas dari partikel bermuatan listrik. Ketika medan listrik perifer diterapkan pada gas, elektron bebas terbentuk. Elektron-elektron bebas ini dipercepat dari katoda ke anoda oleh tekanan listrik yang memberikan gaya pada mereka.

Ketika elektron-elektron ini mencapai energi yang cukup untuk menumbuk elektron dari atom atau molekul gas, dan setelah itu, elektron tidak lagi terlibat dengan molekul, maka konsentrasi elektron akan mulai meningkat secara eksponensial. Akibatnya, terjadi keruntuhan. Beberapa gas seperti SF6 sangat terikat (elektron sangat terikat pada molekul), beberapa lemah terikat misalnya oksigen, dan beberapa sama sekali tidak terikat misalnya N2. Contoh gas dielektrik adalah Amonia, Udara, Karbon dioksida, Sulfur heksafluorida (SF6), Monoksida karbon, Nitrogen, Hidrogen, dll. Kandungan kelembaban dalam gas dielektrik dapat mengubah sifatnya menjadi insulator yang baik.

Keruntuhan pada Gas

Sebenarnya, ini adalah penurunan resistansi gas insulator. Ini akan terjadi ketika tegangan yang diterapkan melebihi tegangan keruntuhan (kekuatan dielektrik). Akibatnya, gas akan mulai menghantarkan. Yaitu, akan ada kenaikan tegangan yang kuat di area kecil dalam gas. Area kenaikan tegangan yang kuat ini adalah penyebab ionisasi sebagian gas di sekitarnya dan memulai konduksi. Ini dibuat dengan sengaja dalam pelepasan tekanan rendah (dalam presipitator elektrostatik atau dalam lampu fluoresen).

Hukum Paschen menghampiri tegangan yang menyebabkan keruntuhan listrik (V = f(pd)). Sebenarnya ini adalah persamaan yang menjelaskan tegangan keruntuhan sebagai fungsi dari hasil kali tekanan dan panjang celah. Dalam hal ini, kurva diperoleh, ini disebut kurva Paschen. Kurva Paschen untuk udara dan argon ditunjukkan dalam Gambar 1.
Di sini, saat tekanan berkurang, tegangan keruntuhan juga berkurang dan kemudian perlahan meningkat yang melebihi nilai aslinya. Pada tekanan standar, tegangan keruntuhan berkurang dengan panjang celah hingga titik tertentu.

Ketika panjang celah dikurangi melebihi titik tersebut, maka tegangan keruntuhan mulai meningkat dan melebihi nilainya. Pada kondisi tekanan tinggi dan panjang celah yang meningkat, tegangan keruntuhan lebih kurang proporsional dengan hasil kali keduanya. Ini kira-kira proporsional karena efek elektroda (ketidaksempurnaan mikroskopis dari elektroda mungkin menyebabkan keruntuhan). Tegangan keruntuhan gas dielektrik juga kira-kira proporsional dengan densitas.

Mekanisme Keruntuhan

Mekanisme keruntuhan akan langsung bergantung pada sifat gas dielektrik dan polaritas elektroda di mana keruntuhan dimulai. Jika keruntuhan dimulai di katoda, maka pasokan elektron inisiasi adalah dari elektroda itu sendiri. Kemudian elektron akan dipercepat, terbentuk banyak elektron, dan akhirnya terjadi keruntuhan. Jika keruntuhan dimulai di anoda, maka pasokan elektron inisiasi adalah dari gas itu sendiri. Misalnya udara dan SF6 gas. Titik tajam kecil dalam gas juga dapat menjadi penyebab keruntuhan celah gas. Ini terjadi sebagai hasil dari proses keruntuhan bertahap. Pembentukan korona (yaitu pelepasan korona) dapat terkait dengan ini. Sebenarnya ini adalah pelepasan energi singkat (pelepasan) dan menghasilkan saluran gas yang sedikit terionisasi. Ketika medan terlalu tinggi, salah satu saluran ini akan menghantarkan.

Sifat-sifat Gas Dielektrik

Sifat-sifat yang diinginkan dari bahan dielektrik gas yang baik adalah sebagai berikut:

• Kekuatan dielektrik maksimum.

• Transfer panas yang baik.

• Tidak mudah terbakar.

• Ketidakaktifan kimia terhadap bahan konstruksi yang digunakan.

• Ketidakaktifan.

• Tidak beracun bagi lingkungan.

• Titik kondensasi yang rendah.

• Kestabilan termal yang tinggi.

• Dapat diperoleh dengan biaya rendah.

Aplikasi Gas Dielektrik

Digunakan dalam Transformator, Gelombang radar, Pemutus Sirkuit, Switchgear, Pengalihan Tegangan Tinggi, Pendingin. Biasanya digunakan dalam aplikasi tegangan tinggi.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk menghapus.