Najprej lahko preberemo opis dielektričnih materialov. Ti v resnici ne prevodijo elektrike. So izolatorji z zelo nizko električno prevodnostjo. Torej moramo poznavati razliko med dielektričnim in izolacijskim materialom. Razlika je v tem, da izolatorji blokirajo pretok toka, medtem ko dielektriki akumulirajo električno energijo. V kondenzatorjih delujejo kot električni izolatorji.
Naslednja tema so dielektrične lastnosti izolacije, ki vključujejo napetost pri strmu padcu ali dielektrično trdoto, dielektrične parametre, kot so permitivnost, prevodnost, kota izgub in faktor moči. Druge lastnosti vključujejo električne, termične, mehanske in kemijske parametre. Podrobno lahko razpravljamo o glavnih lastnostih spodaj.
Dielektrični material ima le nekaj elektronov v normalnih delovnih pogoji. Ko se električna trdota poveča preko določene vrednosti, pride do strmega padca. To pomeni, da so izolacijske lastnosti poškodovane in končno postane prevodnik. Električna polja pri strmem padcu se imenujejo napetost pri strmem padcu ali dielektrična trdota. To se lahko izrazi z minimalno električno stresno napetostjo, ki bo v določenih pogojih privedla do strmega padca materiala.
Lahko se zmanjša zaradi staranja, visoke temperature in vlage. Podana je kot
Dielektrična trdota ali napetost pri strmem padcu =
V→ Napetost pri strmem padcu.
t→ Debelina dielektričnega materiala.
Relativna permitivnost
Tudi to se imenuje specifična induktivna kapaciteta ali dielektrična konstanta. Ta nam podaja informacije o kapacitanci kondenzatorja, kadar je uporabljen dielektrični material. Označena je z εr. Kapacitanca kondenzatorja je povezana s širino ločevanja plošč ali z drugimi besedami debljino dielektrika, presečno površino plošč in karakterom uporabljenega dielektričnega materiala
. Dielektrični material z visoko dielektrično konstanto je bolj prikladen za kondenzator.
Relativna permeabilnost ali dielektrična konstanta =
Vidimo lahko, da se če zamenjamo zrak z kakšnim dielektričnim medijem, bo kapacitanca (kondenzator) izboljšana. Dielektrična konstanta in dielektrična trdota nekaterih dielektričnih materialov so podani spodaj.
Dielektrični material |
Dielektrična trdota(kV/mm) |
Dielektrična konstanta |
Zrak |
3 |
1 |
Olija |
5-20 |
2-5 |
Mika |
60-230 |
5-9 |
Tabela št. 1
Ko dielektričnemu materialu damo AC napajanje, ni nobenega porabe moči. To je popolnoma doseženo le z vakuom in očiščenimi plinmi. Tukaj lahko vidimo, da bo nabirni tok zapel napetost, ki je prikazana na sliki 2A, za 90o. To pomeni, da ni nobenih izgub moči v izolatorjih. Vendar v večini primerov obstajajo izgube energije v izolatorjih, ko je uporabljen izmenični tok. Te izgube se imenujejo dielektrične izgube. V praktičnih izolatorjih bo tok nikoli ne zapel napetosti za 90o (slika 2B). Kot, ki ga tvori tok, je fazni kot (φ). Vedno bo manjši od 90. Tudi dobimo kot izgub (δ) kot 90- φ.
Ekvivalentni krog z kapacitancami in upornikom v vzporedni vezavi je prikazan spodaj.
Iz tega bomo dobili dielektrične izgube moči kot
X → Kapacitivna reaktivna odpornost (1/2πfC)
cosφ → sinδ
V večini primerov je δ majhen. Zato lahko vzamemo sinδ = tanδ.
Torej, tanδ je znana kot faktor moči dielektrikov.
Pomembnost znanja o lastnostih dielektričnih materialov je v načrtovanju, proizvodnji, delovanju in recikliranju dielektričnih (izolacijskih) materialov in jo lahko določimo z računanjem in meritvami.
Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredni delitve, če je kršenje avtorskih pravic prosim kontaktirajte za odstranitev.
