Dielektrička svojstva izolacijskih materijala (Formula i konstanta)

Najprije možemo proći kroz opis dielektričkih materijala. Oni zapravo ne vode struju. To su izolatori s vrlo niskom električnom provodljivošću. Stoga moramo znati razliku između dielektričnog materijala i izolacijskog materijala. Razlika je u tome što izolatori blokiraju protok struje, dok dielektrici akumuliraju električnu energiju. U kapacitorima, oni funkcioniraju kao električni izolatori.

Sljedeće, možemo doći do teme. Dielektrička svojstva izolacije uključuju naponsku čvrstoću ili dielektričku čvrstoću, dielektričke parametre poput permitivnosti, provodljivosti, ugla gubitaka i faktora snage. Ostala svojstva uključuju električne, topline, mehaničke i kemijske parametre. Možemo detaljnije raspraviti o glavnim svojstvima ispod.

Dielektrička čvrstoća ili naponska čvrstoća

Dielektrički materijal ima samo nekoliko elektrona u normalnim radnim uvjetima. Kada se električna čvrstoća poveća preko određene vrijednosti, rezultira se rušenjem. To znači da su izolacijska svojstva oštećena i konačno postaje provodnik. Jakost električnog polja u trenutku rušenja naziva se naponska čvrstoća ili dielektrička čvrstoća. To se može izraziti minimalnom električnom stresom koji će dovesti do rušenja materijala pod nekim uvjetima.

Može se smanjiti starjenjem, visokom temperaturom i vlagošću. Dano je kao
Dielektrička čvrstoća ili Naponska čvrstoća =
V→ Potencijal rušenja.
t→ Debljina dielektričnog materijala.
Relativna permitivnost
Također se zove specifična induktivna kapacitet ili dielektrična konstanta. To nam daje informacije o kapacitanci kapacitora kada se koristi dielektrik. Označava se sa εr. Kapacitancija kapacitora vezana je za razmak između ploča ili možemo reći debljinu dielektrika, presječnu površinu ploča i karakter dielektričnog materijala koji se koristi. Dielektrički materijal s visokom dielektričnom konstantom omiljen je za kapacitore.
Relativna permeabilnost ili dielektrična konstanta =

Možemo vidjeti da ako zamenimo zrak bilo kojim dielektričkim medijem, kapacitancija (kapacitor) će se poboljšati. Dielektrična konstanta i dielektrična čvrstoća nekih dielektričkih materijala date su ispod.

Tablica br.1

Faktor disipacije, ugao gubitaka i faktor snage

Kada dielektričkom materijalu pružimo AC struju, ne dolazi do potrošnje snage. To se savršeno postiže samo u vakuumu i ociscenim plinovima. Ovdje možemo vidjeti da će struja punjenja voditi napon primijenjen 90o što je prikazano na slici 2A. To znači da nema gubitka snage u izolatorima. Ali u većini slučajeva, postoji disipacija energije u izolatorima kada se primijeni struja promjenjive strujne valne oblike. Taj gubitak se naziva dielektrički gubitak. U praktičnim izolatorima, struja curenja nikad ne vodi napon primijenjen 90o (slika 2B). Ugao formiran od struje curenja je faza (φ). Uvijek će biti manji od 90. Također ćemo dobiti ugao gubitaka (δ) kao 90- φ.

Ekvivalentni krug s kapacitetom i otporom u paraleli predstavljen je ispod.

Odatle ćemo dobiti dielektrički gubitak snage kao

X → Reaktivni otpor kapaciteta (1/2πfC)
cosφ → sinδ
U većini slučajeva, δ je mali. Stoga možemo uzeti sinδ = tanδ.

Stoga, tanδ poznat je kao faktor snage dielektrika.

Važnost znanja o svojstvima dielektrika materijala je u planiranju, proizvodnji, funkciji i recikliranju dielektričkih (izolacijskih) materijala i može se odrediti izračunavanjem i mjerenjem.

Izjava: Pozdravite original, dobre članke vrijedi podijeliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molim obrisati.