Vi kan först gå igenom beskrivningen av dielektriska material. De leder faktiskt inte elektricitet. De är isolatorer med mycket låg elektrisk ledningsförmåga. Så vi måste känna till skillnaden mellan dielektriska material och isolerande material. Skillnaden är att isolatorer blockerar strömförsel, men dielektrika material ackumulerar elektrisk energi. I kondensatorer fungerar de som elektriska isolatorer.
Nästa punkt är ämnet. Dielektriska egenskaper hos isolering inkluderar brytningsvoltage eller dielektrisk styrka, dielektriska parametrar som permitivitet, ledningsförmåga, förlustvinkel och effekt-faktor. Andra egenskaper inkluderar elektriska, termiska, mekaniska och kemiska parametrar. Vi kan diskutera de viktigaste egenskaperna i detalj nedan.
Dielektriska materialet har bara några elektroner under normal drift. När den elektriska styrkan överskrider en viss gräns resulterar det i brytning. Det innebär att isolerande egenskaperna skadas och det blir slutligen en ledare. Den elektriska fältets styrka vid brytning kallas brytningsvoltage eller dielektrisk styrka. Det kan uttryckas i minsta elektriska spänning som kommer att resultera i brytning av materialet under vissa förhållanden.
Det kan minska genom åldring, hög temperatur och fukt. Det ges som
Dielektrisk styrka eller Brytningsvoltage =
V→ Brytningspotential.
t→ Tjocklek på det dielektriska materialet.
Relativ permitivitet
Det kallas också specifik induktiv kapacitans eller dielektrisk konstant. Det ger oss information om kapacitansen i kondensatorn när det dielektriska materialet används. Det betecknas εr. Kapacitansen i kondensatorn hänger samman med separeringen av plattor eller vi kan säga tjockleken på dielektriska material, tvärsnittsarean av plattorna och karaktären av det dielektriska materialet som används
. Ett dielektriskt material med hög dielektrisk konstant föredras för kondensator.
Relativ permeabilitet eller dielektrisk konstant =
Vi kan se att om vi ersätter luft med något dielektriskt medium, kommer kapacitansen (kondensator) att förbättras. Dielektriska konstanten och dielektriska styrkan för några dielektriska material visas nedan.
Dielektriskt material |
Dielektrisk styrka(kV/mm) |
Dielektrisk konstant |
Luft |
3 |
1 |
Olja |
5-20 |
2-5 |
Mika |
60-230 |
5-9 |
Tabell nummer 1
När ett dielektriskt material ges en växelströmström, inträffar ingen effektanvändning. Det uppnås perfekt endast av vakuum och rengjorda gaser. Här kan vi se att laddningsströmmen kommer att leda spänningen som tillämpas med 90o vilket visas i figur 2A. Detta innebär att det inte finns någon effektavvikelse i isolatorer. Men i de flesta fall finns det en dissipationsenergi i isolatorerna när växelström tillämpas. Denna avvikelse kallas dielektrisk avvikelse. I praktiska isolatorer kommer läckageströmmen aldrig att leda spänningen som tillämpas med 90o (figur 2B). Vinkeln som bildas av läckageströmmen är fasvinkeln (φ). Den kommer alltid att vara mindre än 90. Vi får också förlustvinkeln (δ) från detta som 90- φ.
Det ekvivalenta kretsschemat med kapacitans och motstånd i parallell representeras nedan.
Härifrån får vi dielektrisk effektavvikelse som
X → Kapacitiv reaktans (1/2πfC)
cosφ → sinδ
I de flesta fall är δ liten. Så vi kan ta sinδ = tanδ.
Så, tanδ kallas effekt-faktor för dielektrika material.
Betydelsen av kunskapen om egenskaperna hos dielektriska material ligger i planering, tillverkning, funktion och återvinning av dielektriska (isolering) material och kan fastställas genom beräkning och mätning.
Ut
