Dielektriske egenskaper til isolerende materialer (Formel & Konstant)

Vi kan først gå gjennom beskrivelsen av dielektriske materialer. De leder faktisk ikke elektrisitet. De er isolatorer med veldig lav elektrisk ledeevne. Så vi må vite forskjellen mellom dielektrisk materiale og isolerende materiale. Forskjellen er at isolatorer blokkerer strømfløy, mens dielektrika akkumulerer elektrisk energi. I kapasitorer fungerer det som elektriske isolatorer.

Deretter kan vi komme til emnet. Dielektriske egenskaper til isolasjon inkluderer nedbrytningsvoltage eller dielektrisk styrke, dielektriske parametere som permittivitet, ledeevne, tapsvinkel og effekt faktor. Andre egenskaper inkluderer elektriske, termiske, mekaniske og kjemiske parametere. Vi kan diskutere de viktigste egenskapene i detalj nedenfor.

Dielektrisk styrke eller nedbrytningsvoltage

Dielektrisk materiale har bare noen få elektroner under normal drift. Når elektrisk styrke økes over en bestemt verdi, resulterer det i nedbryting. Det vil si at isolerende egenskaper blir skadet, og det blir til slutt en leder. Styrken på elektrisk felt ved nedbryting kalles nedbrytningsvoltage eller dielektrisk styrke. Den kan uttrykkes som minimum elektrisk spenning som vil føre til nedbryting av materialet under visse forhold.

Den kan reduseres ved aldring, høy temperatur og fukt. Den er gitt som
Dielektrisk styrke eller Nedbrytningsvoltage =
V→ Nedbrytningspotensial.
t→ Tykkelse av dielektrisk materiale.
Relativ permittivitet
Det kalles også spesifikk induktiv kapasitetsfaktor eller dielektrisk konstant. Dette gir oss informasjon om kapasiteten til kapasitoren når dielektrikum brukes. Den betegnes som εr. Kapasiteten til kapasitoren er relatert til avstanden mellom plater eller vi kan si tykkelsen av dielektrika, tverrsnittsarealet til platene og karakteren av dielektrisk materiale brukt. Et dielektrisk materiale med høy dielektrisk konstant er foretrukket for kapasitorer.
Relativ permeabilitet eller dielektrisk konstant =

Vi kan se at hvis vi erstatter luft med et dielektrisk medium, vil kapasiteten (kapasitoren) bli forbedret. Dielektrisk konstant og dielektrisk styrke for noen dielektriske materialer er gitt nedenfor.

Tabell nr. 1

Tapfaktor, tapsvinkel og effektfaktor

Når et dielektrisk materiale får AC-strøm, skjer det ingen strømforbruk. Dette oppnås perfekt kun av vakuum og rensede gasser. Her kan vi se at opladdingsstrømmen vil føre spenningen som er påført med 90o, som er vist i figur 2A. Dette betyr at det ikke er noen energitap i isolatorer. Men i de fleste tilfeller, er det en energitap i isolatorer når alternativ strøm er påført. Dette tapet kalles dielektrisk tap. I praktiske isolatorer, vil lekkasjestrømmen aldri føre spenningen som er påført med 90o (figur 2B). Vinkelen dannet av lekkasjestrømmen er fasen vinkel (φ). Den vil alltid være mindre enn 90. Vi får også tapsvinkelen (δ) fra dette som 90- φ.

Den ekvivalente kretsen med kapasitans og motstand i parallelle er representert nedenfor.

Fra dette, får vi dielektrisk effektivtap som

X → Kapasitiv reaktivitetsmotstand (1/2πfC)
cosφ → sinδ
I de fleste tilfeller, er δ liten. Så vi kan ta sinδ = tanδ.

Så, tanδ er kjent som effektfaktor for dielektrika.

Viktigheten av kunnskapen om egenskapene til dielektrisk materiale ligger i planlegging, produksjon, funksjon og gjenbruk av dielektriske (isolerte) materialer, og det kan bestemmes ved beregning og måling.

Erklæring: Respektér den opprinnelige, gode artikler verd å dele, hvis det er overtredelser, kontakt for sletting.