Gas Dielektrik

Bahan dielektrik adalah bahan asas dan tulen pemisah elektrik. Dengan menerapkan medan elektrik yang masuk akal, gas dielektrik boleh dipolarisasi. Vakum, pepejal, cecair, dan gas boleh menjadi bahan dielektrik. Gas dielektrik juga dikenali sebagai gas pemisah. Ia adalah bahan dielektrik dalam keadaan gas yang boleh mencegah pengeluaran elektrik. Udara kering, Sulfur heksafluorida (SF6) dll adalah contoh bahan dielektrik gas.
Dielektrik gas tidak benar-benar bebas daripada zarah berisi elektrik. Apabila medan elektrik sisi diterapkan kepada gas, elektron bebas terbentuk. Elektron-elektron ini dipecut dari katod ke anod oleh tekanan elektrik yang memberi daya kepada mereka.

Apabila elektron-elektron ini mencapai tenaga yang cukup untuk menumbuk elektron atom atau molekul gas dan selepas itu, elektron tidak lagi terlibat dengan molekul, maka kepekatan elektron akan mula bertambah secara eksponensial. Akibatnya, pembongkaran berlaku. Beberapa gas seperti SF6 sangat tertambat (elektron kuat tertambat pada molekul), beberapa lemah tertambat contohnya oksigen dan beberapa tidak tertambat sama sekali contohnya N2. Contoh gas dielektrik termasuk Amonia, Udara, Karbon dioksida, Sulfur heksafluorida (SF6), Monoksida karbon, Nitrogen, Hidrogen dll. Kandungan kelembapan dalam gas dielektrik mungkin mengubah sifatnya untuk menjadi pemisah yang baik.

Pembongkaran dalam Gas

Sebenarnya, ia adalah penurunan rintangan gas pemisah. Ini akan berlaku apabila voltan yang dikenakan meningkat melebihi voltan pembongkaran (kekuatan dielektrik). Akibatnya, gas akan mula mengkonduksi. Itu bermaksud, akan ada peningkatan voltan yang kuat dalam kawasan kecil dalam gas. Kawasan peningkatan voltan yang kuat ini adalah sebab bagi ionisasi separa gas berhampiran dan memulakan konduksi. Ini dibuat secara sengaja dalam pelepasan tekanan rendah (dalam penyedut elektrostatik atau dalam lampu fluorsen).

Hukum Paschen menganggar voltan yang menyebabkan pembongkaran elektrik (V = f(pd)). Ia sebenarnya adalah persamaan yang menerangkan voltan pembongkaran sebagai fungsi produk tekanan dan panjang jurang. Di mana lengkung diperoleh, ini dipanggil lengkung Paschen. Lengkung Paschen untuk udara dan argon ditunjukkan dalam Rajah 1.
Dengan penurunan tekanan, voltan pembongkaran juga berkurang dan kemudian bertambah melebihi nilai asal. Pada tekanan piawai, voltan pembongkaran berkurang dengan panjang jurang hingga suatu titik.

Apabila panjang jurang dikurangkan melebihi titik tersebut, maka voltan pembongkaran mula bertambah dan melebihi nilai asalnya. Dalam keadaan tekanan tinggi dan panjang jurang yang bertambah, voltan pembongkaran lebih kurang berkadar dengan produk kedua-duanya. Ini lebih kurang berkadar kerana kesan elektrod (ketidakberaturan mikroskopik elektrod mungkin menyebabkan pembongkaran). Voltan pembongkaran gas dielektrik juga lebih kurang berkadar dengan ketumpatan.

Mekanisme Pembongkaran

Mekanisme pembongkaran akan bergantung secara langsung pada sifat gas dielektrik dan polariti elektrod di mana pembongkaran bermula. Jika pembongkaran bermula di katod, maka bekalan elektron awal adalah oleh elektrod itu sendiri. Kemudian elektron akan dipacu, pembentukan banyak elektron berlaku dan menghasilkan pembongkaran. Jika pembongkaran bermula di anod, maka bekalan elektron awal adalah oleh gas itu sendiri. Contohnya udara dan SF6 gas. Titik tajam kecil dalam gas juga mungkin menjadi sebab pembongkaran jurang gas. Ini berlaku sebagai hasil proses pembongkaran perlangkah. Pembentukan korona (i.e. pengeluaran korona) boleh berkaitan dengan ini. Ia sebenarnya adalah pelepasan tenaga pendek (pengeluaran) dan menghasilkan saluran gas ionisasi lemah. Apabila medan terlalu tinggi, salah satu saluran ini akan mengkonduksi.

Sifat Gas Dielektrik

Sifat-sifat yang diingini bahan dielektrik gas yang baik adalah seperti berikut:

• Kekuatan dielektrik maksimum.

• Pemindahan haba yang baik.

• Tidak mudah terbakar.

• Ketidakaktifan kimia terhadap bahan pembinaan yang digunakan.

• Ketidakaktifan.

• Tidak beracun terhadap alam sekitar.

• Suhu kondensasi yang rendah.

• Kestabilan termal yang tinggi.

• Tersedia dengan kos rendah.

Penggunaan Gas Dielektrik

Ia digunakan dalam Transformer, Radar waveguides, Circuit Breakers, Switchgears, High Voltage Switching, Coolants. Mereka biasanya digunakan dalam aplikasi voltan tinggi.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.