Gas Diyelektriko

Ang mga dielectric materials ay pangunahing mabubuting electrical insulators. Sa pamamagitan ng pag-apply ng isang masusing electrical field, ang dielectric gases ay maaaring polarised. Ang vacuum, solids, liquids at gases ay maaaring maging isang dielectric material. Ang isang dielectric gas ay tinatawag ding insulating gas. Ito ay isang dielectric material sa gaseous state 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 ang peripheral electric field ay inilapat sa isang gas, ang mga free electrons ay nabuo. Ang mga itong free electrons ay pinabilis mula cathode hanggang anode ng electric pressure na naglalapat 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, ang mga electrons ay hindi na kasapi ng mga molecules, at pagkatapos, ang concentration ng electrons ay magsisimulang tumaas nang exponential. Bilang resulta, nagkakaroon ng breakdown. Ang ilang mga gases tulad ng SF6 ay malakas na nakakabit (ang mga electrons ay malakas na nakakabit sa molecule), ang iba ay mahina na nakakabit tulad ng oxygen at ang iba naman ay hindi nakakabit tulad ng N2. Mga halimbawa ng dielectric gases ay Ammonia, Air, Carbon dioxide, Sulphur hexafluoride (SF6), Carbon Monoxide, Nitrogen, Hydrogen atbp. Ang moisture content sa dielectric gases ay maaaring mag-iba ang properties upang maging isang mabuting dielectric.

Breakdown sa Mga Gas

Tunay na, ito ang pagbagsak ng resistance ng mga insulating gases. Ito ay mangyayari kapag ang inilapat na voltage ay lalo pa sa breakdown voltage (dielectric strength). Bilang resulta nito, ang gas ay magsisimulang mag-conduct. Ibig sabihin, mayroong isang 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 karatig gas at simula ng conduction. Ito ay ginagawa nang ma-intindi sa low pressure discharges (sa isang electrostatic precipitator o sa fluorescent lights).

Ang Paschen’s law ay nagsusumaryon ng voltage na nagdudulot ng electrical breakdown (V = f(pd)). Ito ay tunay na isang equation na nagpapaliwanag 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 binabawasan, ang breakdown voltage ay din namumuti at pagkatapos ay unti-unting tumataas na lumampas sa orihinal na halaga. Sa standard pressure, ang breakdown voltage ay bumababa sa gap length hanggang sa isang punto.

Kapag ang gap length ay binawasan pa higit pa sa punto na iyon, ang breakdown voltage ay magsisimulang tumaas at lumampas sa orihinal na halaga nito. Sa mataas na pressure at pinalaking gap length condition, ang breakdown voltage ay medyo proportional sa product ng dalawa. Ito ay medyo proportional dahil sa electrode effects (microscopic irregularity ng electrodes maaaring magdulot ng breakdown). Ang breakdown voltage ng dielectric gases ay medyo proportional sa density.

Mekanismo ng Breakdown

Ang mekanismo ng breakdown ay direkta na depende sa nature ng dielectric gases at sa polarity ng electrode kung saan nagsisimula ang breakdown. Kung ang breakdown ay nagsisimula sa cathode, ang supply ng initial electrons ay mula sa electrode mismo. Pagkatapos, ang mga electrons ay mapipinsala, maraming electrons formation ang nangyayari at ito ang nagresulta sa breakdown. Kung ang breakdown ay nagsisimula sa anode, ang supply ng initial electrons ay mula sa gas mismo. Halimbawa, air at SF6 gas. Ang isang maliit na sharp point sa isang gas ay maaaring maging 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 tunay na isang 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.

Mga Katangian ng Dielectric Gases

Ang mga inirerekomendang katangian ng isang mahusay na gaseous dielectric material ay sumusunod:

• Pinakamataas na dielectric strength.

• Magandang heat transfer.

• Hindi mainit.

• Chemical idleness laban sa construction material na ginagamit.

• Inertness.

• Environmentally non poisonous.

• Maliit na temperatura ng condensation.

• Mataas na thermal constancy.

• Nakakamit sa mababang cost

Paggamit ng 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 artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may labag sa karapatang-ari pakisundo.