Dielektrikong Katubaran sa mga Insulating Materials (Formula & Constant)

Mahimo natin muna na pag-aralan ang paglalarawan sa dielectric materials. Wala itong kumukonduktor ng kuryente. Sila ay insulators na may napakababang electrical conductivity. Kaya kailangan nating malaman ang pagkakaiba sa pagitan ng dielectric material at insulating material. Ang pagkakaiba ay ang insulators ay nagbabaril ng pagtumawid ng current pero ang dielectrics ay nag-iipon ng electrical energy. Sa capacitors, ito ay gumagana bilang electrical insulators.

Sa susunod, mahimo nating pumunta sa topic. Ang dielectric properties ng insulation kasama ang breakdown voltage o dielectric strength, dielectric parameters tulad ng permittivity, conductivity, loss angle, at power factor. Ang iba pang properties ay kasama ang electrical, thermal, mechanical, at chemical parameters. Mahimo nating pag-usapan ang pangunahing properties sa detalye sa ibaba.

Dielectric Strength o Breakdown Voltage

Ang dielectric material ay may ilang elektron lamang sa normal na operasyon. Kapag ang electric strength ay lumampas sa partikular na halaga, magresulta ito sa breakdown. Ito ay ang insulating properties ay nasira at ito ay naging conductor. Ang electrical field strength sa oras ng breakdown ay tinatawag na breakdown voltage o dielectric strength. Ito ay maipapahayag sa minimum electrical stress na magresulta sa breakdown ng material sa ilang kondisyon.

Ito ay maaaring bawasan ng ageing, mataas na temperatura, at moisture. Ibinibigay ito bilang
Dielectric strength o Breakdown voltage =
V→ Breakdown Potential.
t→ Thickness ng dielectric material.
Relative permittivity
Tinatawag din itong specific inductive capacity o dielectric constant. Ito ay nagbibigay sa atin ng impormasyon tungkol sa capacitance ng capacitor kapag ginamit ang dielectric. Ito ay inilalarawan bilang εr. Ang capacitance ng capacitor ay may kaugnayan sa separation ng plates o masasabi natin ang thickness ng dielectrics, cross sectional area ng plates, at ang character ng dielectric material na ginamit. Ang dielectric material na may mataas na dielectric constant ay pinaboran para sa capacitor.
Relative permeability o dielectric constant =

Makikita natin na kung papalitan natin ang hangin ng anumang dielectric medium, ang capacitance (capacitor) ay magiging mas maayos. Ang dielectric constant at dielectric strength ng ilang dielectric materials ay ibinibigay sa ibaba.

Table no.1

Dissipation Factor, Loss Angle, at Power Factor

Kapag binigyan ng AC supply ang dielectric material, wala ring power utilization ang nangyayari. Ito ay perpektong nakuha lamang sa pamamagitan ng vacuum at purified gases. Dito, makikita natin na ang charging current ay magpapuno ng voltage na ipinapasa ng 90o na ipinapakita sa figure 2A. Ito ay nangangahulugan na walang nawawala na power sa insulators. Ngunit sa maraming kaso, mayroong dissipation ng energy sa insulators kapag ipinapasa ang alternating current. Ang pagkawala na ito ay kilala bilang dielectric loss. Sa praktikal na insulators, ang leakage current ay hindi kailanman magpapuno ng voltage na ipinapasa ng 90o (figure 2B). Ang angle na nabuo ng leakage current ay ang phase angle (φ). Ito ay laging mas mababa sa 90. Makukuha rin natin ang loss angle (δ) mula dito bilang 90- φ.

Ang equivalent circuit na may capacitance at resistor sa collateral (parallel) ay ipinapakita sa ibaba.

Mula dito, makukuha natin ang dielectric power loss bilang

X → Capacitive reactance (1/2πfC)
cosφ → sinδ
Sa maraming kaso, δ ay maliit. Kaya maaari nating isama ang sinδ = tanδ.

Kaya, tanδ ay kilala bilang power factor ng dielectrics.

Ang kahalagahan ng kaalaman sa properties ng dielectric material ay sa pagplano, paggawa, paggamit, at recycling ng dielectric (insulating) materials at ito ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng calculation at measurement.

Pahayag: Respeto sa original, mga magagandang artikulo na karapat-dapat na i-share, kung may infringement mangyaring lumapit para burahin.