Dielektrične osobine izolacionih materijala (Formula i konstanta)

Prvo možemo proći kroz opis dielektričnih materijala. Oni zapravo ne vode elektricitet. To su izolatori sa veoma niskom električnom provodljivošću. Dakle, moramo da znamo razliku između dielektričnog materijala i izolacionog materijala. Razlika je u tome što izolatori blokiraju tok struje, ali dielektrični materijali akumuliraju električnu energiju. U kapacitorima, oni funkcioniraju kao električni izolatori.

Sledeće, možemo doći do teme. Dielektrične osobine izolacije uključuju naponsku prekidnu tačku ili dielektričnu čvrstoću, dielektrične parametre poput permitivnosti, provodljivosti, ugla gubitka i faktora snage. Ostale osobine uključuju električke, termičke, mehaničke i hemijske parametre. Možemo detaljno diskutovati o glavnim osobinama ispod.

Dielektrična čvrstoća ili naponska prekidna tačka

Dielektrični materijal ima samo nekoliko elektrona u normalnim radnim uslovima. Kada se električna čvrstoća poveća iznad određene vrednosti, to rezultira prekidom. To znači da su izolacione osobine oštećene i na kraju postaje vodič. Jačina električnog polja u trenutku prekida se naziva naponska prekidna tačka ili dielektrična čvrstoća. To se može izraziti minimalnom električnom stresom koji će dovesti do prekida materijala pod određenim uslovima.

Može se smanjiti starost, visoka temperatura i vlaga. Dato je kao
Dielektrična čvrstoća ili Naponska prekidna tačka =
V→ Potencijal prekida.
t→ Debljina dielektričnog materijala.
Relativna permitivnost
Takođe se naziva specifična induktivna kapacitet ili dielektrična konstanta. Ovo nam daje informacije o kapacitanci kapacitora kada se koristi dielektrični materijal. Označava se kao εr. Kapacitansa kapacitora je vezana za razmak između ploča ili možemo reći debljinu dielektričnih materijala, presečnu površinu ploča i karakter dielektričnog materijala koji se koristi. Dielektrični materijal sa visokom dielektričnom konstantom je preferiran za kapacitore.
Relativna permeabilnost ili dielektrična konstanta =

Možemo videti da ako zamenimo vazduh bilo kojim dielektričnim medijumom, kapacitansa (kapacitor) će se poboljšati. Dielektrična konstanta i dielektrična čvrstoća nekih dielektričnih materijala date su ispod.

Tabela br.1

Faktor disipacije, ugao gubitka i faktor snage

Kada dielektričnom materijalu dodelimo AC strujni izvor, ne dolazi do potrošnje snage. Savršeno se postiže samo u vakuumu i ociscenim plinovima. Ovde možemo videti da će struja punjenja preći napon primenjen 90o, što je prikazano na slici 2A. To znači da nema gubitka snage u izolatorima. Ali u većini slučajeva, dolazi do disipacije energije u izolatorima kada se primeni alternativna struja. Ovaj gubitak se naziva dielektrični gubitak. U praktičnim izolatorima, struja curenja nikad ne prethodi naponu primenjenom 90o (slika 2B). Ugao formiran od struje curenja je fazijski ugao (φ). Uvek će biti manji od 90. Takođe ćemo dobiti ugao gubitka (δ) kao 90- φ.

Ekvivalentni krug sa kapacitansom i otporom u paraleli su predstavljeni ispod.

Odatle ćemo dobiti dielektrični gubitak snage kao

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

Stoga, tanδ se naziva faktor snage dielektrika.

Važnost znanja o osobinama dielektričnog materijala je u planiranju, proizvodnji, funkcionišanju i recikliranju dielektričnih (izolacionih) materijala i može se odrediti izračunavanjem i merenjem.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke su vredi deljenja, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molim da se obriše.