Dielektrik Gazlar

Dielektrik malzemeler temel olarak saf elektrik yalıtkanlarıdır. Anlamlı bir elektrik alan uygulandığında, dielektrik gazlar kutuplanabilir. Vakum, Katılar, Sıvılar ve Gazlar dielektrik malzeme olabilir. Dielektrik gaz, aynı zamanda yalıtım gazı olarak da adlandırılır. Bu, elektrik salınımını önleyebilecek bir gaz halindeki dielektrik malzemedir. Kurumuş hava, Sülfür heksaflorür (SF6) vb. gaseous dielektrik malzemelerin örnekleridir.
Gaz halindeki dielektrikler, elektrik yüklü parçacıklardan tamamen arındırılmış değildir. Bir gaz üzerine çevre elektrik alanı uygulandığında, serbest elektronlar oluşur. Bu serbest elektronlar, onlara etki eden elektrik basıncı tarafından katodtan anot'a doğru hızlandırılır.

Bu elektronlar, gazın atomlarının veya moleküllerinin elektronlarını çarptırmaya yeterli enerjiyi elde ettiklerinde, ve bu elektronlar, moleküller tarafından tutulmadıklarında, elektron yoğunluğu üstel olarak artmaya başlar. Sonuç olarak, çökme gerçekleşir. SF6 gibi bazı gazların elektronları moleküle güçlü bir şekilde bağlı (elektronlar moleküle güçlü bir şekilde bağlı), bazıları ise zayıf bir şekilde bağlı (örneğin oksijen) ve bazıları hiç bağlı değil (örneğin N2). Dielektrik gazların örnekleri Ammoniak, Hava, Karbondioksit, Sülfür heksaflorür (SF6), Karbon monoksit, Azot, Hidrojen vb. Dielektrik gazlardaki nem içeriği, iyi bir dielektrik olma özelliklerini değiştirebilir.

Gazlarda Çökme

Aslında, bu yalıtım gazlarının dirençlerinde düşüştür. Bu, uygulanan gerilim, çökme geriliminin (dielektrik dayanımı) üzerinde olduğunda gerçekleşir. Sonuç olarak, gaz iletim başlayacaktır. Yani, gazda küçük bir alanda güçlü bir gerilim yükselişi olacaktır. Bu güçlü gerilim yükselişi, yakındaki gazın kısmi ionlaşmasına neden olur ve iletim başlar. Bu, düşük basınçlı salınımalar (elektrostatik toz ayıklayıcıda veya floresan lambalarda) gibi durumlarda kasıtlı olarak yapılır.

Paschen yasası, elektriksel çökmenin (V = f(pd)) neden olduğu gerilimi yaklaşık olarak hesaplar. Aslında, bu, çökme gerilimini basınç ve boşluk uzunluğunun çarpımı olarak açıklayan bir denklemdir. Bu, Paschen eğrisi olarak adlandırılan bir eğri oluşturur. Şekil 1'de hava ve argon için Paschen eğrisi gösterilmiştir.
Burada, basınç azaldıkça, çökme gerilimi de azalır ve sonra orijinal değerinden daha yüksek seviyeye ulaşarak yavaş yavaş artar. Standart basınçta, çökme gerilimi, belirli bir noktaya kadar boşluk uzunluğu ile beraber azalır.

Boşluk uzunluğu, bu noktadan daha fazla azaldığında, çökme gerilimi artmaya başlar ve orijinal değerini aşar. Yüksek basınç ve artan boşluk uzunluğu koşullarında, çökme gerilimi, ikisinin çarpımına yaklaşık olarak orantılıdır. Bu, elektrot etkileri (elektrotların mikroskopik düzensizlikleri çökmeye neden olabilir) nedeniyle yaklaşık olarak orantılıdır. Dielektrik gazların çökme gerilimi, yoğunluğa da yaklaşık olarak orantılıdır.

Çökme Mekanizması

Çökme mekanizması, doğrudan dielektrik gazların doğası ve çökmenin başladığı elektrot polüritine bağlı olacaktır. Eğer çökme katotta başlıyorsa, ilk elektron sağlayıcısı elektrot olacaktır. Daha sonra elektronlar hızlanacak, birçok elektron oluşacak ve bu çökmeye neden olur. Eğer çökme anotta başlıyorsa, ilk elektron sağlayıcısı gaz olacaktır. Örneğin hava ve SF6 gazı. Gaz boşluğunun çökmesine neden olan bir başka faktör de gaz içindeki küçük keskin bir nokta olabilir. Bu, adım adım çökme süreçlerinin sonucudur. Korona oluşturma (yani korona salınımı) bu duruma ilişkilendirilebilir. Bu, aslında kısa bir enerji salınımı (salınım) olup, zayıf ionize gaz kanallarına neden olur. Alan çok yüksek olduğunda, bu kanallardan biri iletim yapacaktır.

Dielektrik Gazların Özellikleri

Bir mükemmel gaz halindeki dielektrik malzemenin tercih edilen özellikleri şunlardır:

• En yüksek dielektrik dayanım.

• İyi ısı aktarımı.

• Yakılmaz.

• Kullanılan inşaat malzemelerine karşı kimyasal pasiflik.

• Reaktif olmaması.

• Çevresel açıdan zararsız.

• Küçük bir donma sıcaklığı.

• Yüksek termal istikrarlılık.

• Düşük maliyetle kullanılabilir.

Dielektrik Gazların Uygulamaları

Bu, Trafo, Radar dalga rehberleri, Devre Kesiciler, Anahtarlama cihazları, Yüksek Gerilim Anahtarlama, Soğutucular gibi uygulamalarda kullanılır. Genellikle yüksek gerilim uygulamalarında kullanılırlar.

Açıklama: Orijinal metni saygılı bir şekilde paylaşın, iyi makaleler paylaşılmalıdır, telif hakkı ihlali varsa silmek için iletişime geçin.