Dielektrické vlastnosti izolačních materiálů (vzorec a konstanta)

Nejprve můžeme projít popisem dielektrických materiálů. Ty ve skutečnosti nevedou elektrický proud. Jsou to izolátory s velmi nízkou elektrickou vodivostí. Proto musíme znát rozdíl mezi dielektrickým materiálem a izolačním materiálem. Rozdíl spočívá v tom, že izolátory blokují tok proudu, zatímco dielektrika akumulují elektrickou energii. V kapacitorech fungují jako elektrické izolátory.

Následně se můžeme věnovat tématu. Dielektrické vlastnosti izolace zahrnují průrazové napětí nebo dielektrickou pevnost, dielektrické parametry jako permitivita, vodivost, úhel ztrát a koeficient stránek. Další vlastnosti zahrnují elektrické, tepelné, mechanické a chemické parametry. Níže můžeme podrobněji diskutovat o hlavních vlastnostech.

Dielektrická pevnost nebo průrazové napětí

Dielektrický materiál má pouze několik elektronů za normálních provozních podmínek. Když je elektrická síla zvýšena nad určitou hodnotu, dojde k průrazu. To znamená, že izolační vlastnosti jsou poškozeny a nakonec se stane vodivcem. Síla elektrického pole v okamžiku průrazu se nazývá průrazové napětí nebo dielektrická pevnost. Může být vyjádřena minimálním elektrickým namáháním, které v některých podmínkách vedlo k průrazu materiálu.

Může být snížena stárnutím, vysokou teplotou a vlhkostí. Je dáno jako
Dielektrická pevnost nebo průrazové napětí =
V→ Průrazové napětí.
t→ Tloušťka dielektrického materiálu.
Relativní permitivita
Také se nazývá specifická induktivní kapacita nebo dielektrická konstanta. Poskytuje nám informace o kapacitanci kapacitoru, když se použije dielektrik. Označuje se εr. Kapacitance kapacitoru je spojena s vzdáleností mezi deskami nebo můžeme říci s tloušťkou dielektriků, plochou průřezu desk a charakterem použitého dielektrického materiálu. Dielektrický materiál s vysokou dielektrickou konstantou je pro kapacitorky preferovaný.
Relativní permeabilita nebo dielektrická konstanta =

Můžeme vidět, že pokud nahradíme vzduch jakýmkoli dielektrickým médium, kapacitance (kapacitor) se zlepší. Dielektrická konstanta a dielektrická pevnost některých dielektrických materiálů jsou uvedeny níže.

Tabulka č. 1

Únikový faktor, úhel ztrát a koeficient stránek

Když je dielektrickému materiálu předáno AC zdrojem, nedochází k žádné spotřebě energie. To je dosaženo pouze vakuem a čistými plyny. Zde můžeme vidět, že nabíjecí proud předstihuje napětí o 90o, což je znázorněno na obrázku 2A. To znamená, že v izolátorech nedochází ke ztrátě energie. Ale v mnoha případech dochází k disipaci energie v izolátorech, když je aplikován střídavý proud. Tato ztráta se nazývá dielektrická ztráta. V praxi nikdy neprobíhá unikající proud před napětím o 90o (obrázek 2B). Úhel, který tvoří unikající proud, je fázový úhel (φ). Bude vždy menší než 90. Dostaneme také úhel ztrát (δ) jako 90- φ.

Ekvivalentní obvod s kapacitancí a odpor v paralelním zapojení jsou zobrazeny níže.

Z toho dostaneme dielektrickou ztrátu energie jako

X → Reaktance kapacity (1/2πfC)
cosφ → sinδ
V mnoha případech je δ malý. Můžeme tedy brát sinδ = tanδ.

Takže tanδ se nazývá koeficient stránek dielektriků.

Význam znalosti vlastností dielektrika spočívá v plánování, výrobě, funkčnosti a recyklování dielektrických (izolačních) materiálů a lze je určit výpočtem a měřením.

Prohlášení: Respektujte původ, doporučujte kvalitní články. Pokud došlo ke porušení autorských práv, kontaktujte nás pro jejich odebrání.