Podem començar revisant la descripció dels materials dielèctrics. Aquests no condueixen l'electricitat. Són aïllants amb una conductivitat elèctrica molt baixa. Per tant, cal conèixer la diferència entre material dielèctric i material aïllant. La diferència és que els aïllants bloquegen el flux de corrent, però els dielèctrics acumulen energia elèctrica. En els condensadors, funcionen com a aïllants elèctrics.
Seguidament, podem passar al tema. Les propietats dielèctriques de l'aïllament inclouen la tensió de ruptura o resistència dielèctrica, paràmetres dielèctrics com la permittivitat, la conductivitat, l'angle de pèrdua i el factor de potència. Altres propietats inclouen paràmetres elèctrics, tèrmics, mecànics i químics. Podem discutir les propietats principals en detall a continuació.
El material dielèctric només té alguns electrons en condicions d'operació normals. Quan la força elèctrica supera un valor específic, es produeix una ruptura. Això significa que les propietats aïllants són danades i finalment es converteix en un conductor. La força del camp elèctric en el moment de la ruptura s'anomena tensió de ruptura o resistència dielèctrica. Es pot expressar com l'estressa elèctrica mínima que resultarà en la ruptura del material en certes condicions.
Es pot reduir per l'envejeciment, la temperatura alta i l'humitat. Es dona com
Resistència dielèctrica o tensió de ruptura =
V→ Tensió de ruptura.
t→ Espessor del material dielèctric.
Permittivitat relativa
També es coneix com a capacitat inductiva específica o constant dielèctrica. Això ens proporciona informació sobre la capacitance del condensador quan s'utilitza el material dielèctric. Es denota com εr. La capacitance del condensador està relacionada amb la separació de les plaques o, dit d'una altra manera, l'espessor dels dielèctrics, la secció transversal de les plaques i la naturalesa del material dielèctric utilitzat
. Un material dielèctric amb una constant dielèctrica alta és preferible per als condensadors.
Permeabilitat relativa o constant dielèctrica =
Podem veure que si substituïm l'aire amb qualsevol mitjà dielèctic, la capacitance (del condensador) s'aprofitarà. La constant dielèctica i la resistència dielèctica de alguns materials dielèctrics es mostren a continuació.
Material dielèctic |
Resistència dielèctica(kV/mm) |
Constant dielèctica |
Aire |
3 |
1 |
Oli |
5-20 |
2-5 |
Mica |
60-230 |
5-9 |
Taula n.º 1
Quan es dóna una alimentació AC a un material dielèctic, no hi ha consum de potència. Això només es compleix perfectament en el buit i en gasos purificats. Aquí, podem veure que la corrent de càrrega antecedeix la tensió aplicada en 90o, tal com es mostra en la figura 2A. Això implica que no hi ha pèrdua de potència en els aïllants. Però en la majoria de casos, hi ha una dissipació d'energia en els aïllants quan es
