ویژگی‌های دی الکتریک مواد عایق (فرمول و ثابت)

ابتدا می‌توانیم توضیحاتی درباره مواد دی الکتریکی بدهیم. این مواد به طور واقعی جریان الکتریکی را هدایت نمی‌کنند. آنها عایق‌هایی با رسانایی الکتریکی بسیار کم هستند. بنابراین باید تفاوت بین ماده دی الکتریکی و ماده عایقی را بشناسیم. تفاوت این است که عایق‌ها جریان را مسدود می‌کنند، اما دی الکتریک‌ها انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند. در کندانسورها، آنها به عنوان عایق‌های الکتریکی عمل می‌کنند.

سپس می‌توانیم به موضوع بپردازیم. ویژگی‌های دی الکتریکی عایق شامل ولتاژ شکست یا قدرت دی الکتریکی، پارامترهای دی الکتریکی مانند دی الکتریکیته، رسانایی، زاویه زیان و فاکتور توان است. ویژگی‌های دیگر شامل پارامترهای الکتریکی، حرارتی، مکانیکی و شیمیایی است. می‌توانیم در زیر به جزئیات ویژگی‌های اصلی بپردازیم.

قدرت دی الکتریکی یا ولتاژ شکست

ماده دی الکتریکی فقط در شرایط عملیاتی معمولی چند الکترون دارد. وقتی قدرت الکتریکی فراتر از یک مقدار خاص افزایش یابد، منجر به شکست می‌شود. یعنی ویژگی‌های عایقی آسیب دیده و در نهایت به یک رسانا تبدیل می‌شود. قدرت میدان الکتریکی در زمان شکست به عنوان ولتاژ شکست یا قدرت دی الکتریکی شناخته می‌شود. این می‌تواند به صورت حداقل تنش الکتریکی که منجر به شکست ماده تحت شرایط خاصی می‌شود بیان شود.

این می‌تواند با تأثیرات پیری، دما بالا و رطوبت کاهش یابد. به صورت زیر بیان می‌شود
قدرت دی الکتریکی یا ولتاژ شکست =
V→ ولتاژ شکست.
t→ ضخامت ماده دی الکتریکی.
دی الکتریکیته نسبی
این مورد همچنین به عنوان ظرفیت خازنی خاص یا ثابت دی الکتریکی شناخته می‌شود. این به ما اطلاعاتی درباره ظرفیت کندانسور زمانی که از ماده دی الکتریکی استفاده می‌شود می‌دهد. این با εr نشان داده می‌شود. ظرفیت کندانسور با فاصله صفحات یا به عبارت دیگر ضخامت دی الکتریک‌ها، مساحت مقطع صفحات و نوع ماده دی الکتریکی استفاده شده مرتبط است. ماده دی الکتریکی با ثابت دی الکتریکی بالا برای کندانسور مطلوب است.
دی الکتریکیته نسبی یا ثابت دی الکتریکی =

می‌توانیم ببینیم که اگر هوا را با هر مedium دی الکتریکی دیگری جایگزین کنیم، ظرفیت (کندانسور) بهبود خواهد یافت. ثابت دی الکتریکی و قدرت دی الکتریکی برخی مواد دی الکتریکی در زیر آورده شده است.

جدول شماره ۱

فاکتور گمشده، زاویه زیان و فاکتور توان

وقتی یک ماده دی الکتریکی با تغذیه AC فراهم شود، هیچ مصرف توانی اتفاق نمی‌افتد. این تنها با خلاء و گازهای پالایش شده به طور کامل انجام می‌شود. در اینجا می‌توانیم ببینیم که جریان شارژ 90o پیش از ولتاژ اعمال شده خواهد بود که در شکل 2A نشان داده شده است. این بدان معناست که هیچ زیان توانی در عایق‌ها وجود ندارد. اما در اکثر موارد، هنگامی که جریان متناوب اعمال می‌شود، انرژی در عایق‌ها گم می‌شود. این زیان به عنوان زیان دی الکتریکی شناخته می‌شود. در عایق‌های عملی، جریان سربازی هرگز 90o پیش از ولتاژ اعمال شده (شکل 2B) نخواهد بود. زاویه تشکیل شده توسط جریان سربازی زاویه فاز (φ) است. این همیشه کمتر از 90 است. ما همچنین می‌توانیم زاویه زیان (δ) را از این به صورت 90- φ بدست آوریم.

مدار معادل با ظرفیت و مقاومت در موازی در زیر نمایش داده شده است.

از این رو، زیان توان دی الکتریکی به صورت زیر بدست می‌آید

X → ریاکتانس ظرفیتی (1/2πfC)
cosφ → sinδ
در اکثر موارد، δ کوچک است. بنابراین می‌توانیم sinδ = tanδ در نظر بگیریم.

بنابراین، tanδ به عنوان فاکتور توان دی الکتریکی شناخته می‌شود.

اهمیت دانستن ویژگی‌های ماده دی الکتریکی در طراحی، ساخت، عملکرد و بازیافت مواد دی الکتریکی (عایق) است و این می‌تواند با محاسبه و اندازه‌گیری تعیین شود.

بیانیه: احترام به متن اصلی، مقاله‌های خوب ارزش اشتراک‌گذاری را دارند، اگر نقض حقوق نویسنده وجود دارد لطفاً با ما تماس بگیرید تا حذف