Mēs varētu sākt ar dielektrisko materiālu aprakstu. Tas patiesībā neved elektrību. Tie ir izolatori ar ļoti zemu elektrisku vedamību. Tātad mums jāzina atšķirība starp dielektriskajiem un izolējošajiem materiāliem. Atšķirība ir tāda, ka izolatori bloķē strāvas plūsmu, bet dielektriskie materiāli akumulē elektrisko enerģiju. Kondensatoros tie darbojas kā elektriskie izolatori.
Nākamais, mēs varētu pāriet uz tēmu. Dielektriskās izolācijas īpašības ietver bojājuma spriegumu vai dielektrisko stiprumu, dielektriskos parametrus, piemēram, permitivitāti, vedamību, zudumu leņķi un spēka faktoru. Citi parametri ietver elektriskos, termiskos, mehāniskos un ķīmiskos parametrus. Mēs varam aplūkot galvenās īpašības detalizētāk zemāk.
Dielektriskajā materiālā normālajā darbības stāvoklī ir tikai daži elektroni. Kad elektriskais stiprums pārsniedz noteiktu vērtību, notiek bojājums. Tas nozīmē, ka izolējošās īpašības tiek kaitētas un beidzot tas kļūst par vedēju. Elektriskā lauka stiprums bojājuma brīdī tiek saukts par bojājuma spriegumu vai dielektrisko stiprumu. To var izteikt minimālā elektriskā stresa formā, kas izraisīs materiāla bojājumu kādā stāvoklī.
To var samazināt vecuma dēļ, augsta temperatūras un mitruma dēļ. Tas ir dots kā
Dielektriskais stiprums vai bojājuma spriegums =
V→ Bojājuma potenciāls.
t→ Dielektriskā materiāla biezums.
Relatīvā permitivitāte
Tā arī tiek saukta par specifisko induktīvo spēju vai dielektrisko konstanti. Tas sniedz mums informāciju par kapacitora kapacitāti, kad tiek izmantots dielektrisks materiāls. Tas apzīmēts kā εr. Kapacitora kapacitāte ir saistīta ar plāksņu atdalījumu vai mēs varam teikt, ka dielektrisko materiālu biezums, plāksņu šķērsgriezuma laukums un izmantoto dielektrisko materiālu raksturojums
. Dielektriskajam materiālam ar augstu dielektrisko konstanti tiek piešķirta priekšroka kondensatoriem.
Relatīvā permeabilitāte vai dielektriskā konstante =
Mēs redzam, ka, ja aizvietojam gaisu ar jebkuru dielektrisko vidu, kapacitāte (kapacitors) uzlabosies. Dažu dielektrisko materiālu dielektriskā konstante un dielektriskais stiprums ir norādīti zemāk.
Dielektriskais materiāls |
Dielektriskais stiprums(kV/mm) |
Dielektriskā konstante |
Gaisa |
3 |
1 |
Olas |
5-20 |
2-5 |
Mika |
60-230 |
5-9 |
Tabula Nr.1
Ja dielektriskajam materiālam tiek dota AC piegāde, nekāda enerģija netiek izmantota. Tas tiek perfekti sasniegts tikai vakuumā un čistos gāzēs. Šeit mēs redzam, ka uzlādes strāva virzīsies priekšā attiecībā pret spriegumu, ko parāda 2A figūra. Tas nozīmē, ka izolatoros nav enerģijas zudumi. Tomēr lielāko daļu gadījumu, izolatoros, kad tiek piemērots maiņstrāva, notiek enerģijas izsauce. Šo zudumu sauc par dielektrisko zudumu. Praktiskos izolatoros noplūdes strāva nekad nepriekšietos attiecībā pret spriegumu par 90o (figūra 2B). Leņķis, ko veido noplūdes strāva, ir fāzes leņķis (φ). Tas vienmēr būs mazāks par 90. Mēs arī iegūsim zudumu leņķi (δ) no šī kā 90- φ.
Ekvivalentais shēmas ar kapacitāti un reizistoru paralēli ir attēloti zemāk.
No šejienes mēs iegūsim dielektrisko enerģijas zudumu kā
X → Kapacitatīvais reaktivs pretestība (1/2πfC)
cosφ → sinδ
Lielāko daļu gadījumu, δ ir mazs. Tātad mēs varam pieņemt, ka sinδ = tanδ.
Tātad, tanδ tiek saukts par dielektrisko materiālu spēka faktoru.
Zināšanas par dielektrisko materiālu īpašībām ir svarīgas schemātikas, ražošanas, darbības un atkritumu pārstrādes procesos, un to var noteikt aprēķinos un mērījumos.
Paziņojums: Cienīt oriģinālo, labas raksti vērts koplietot, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties, lai dzēst.
