Mga Katangian ng Dielectric ng mga Materyales na Insulator (Pormula at Konstante)

Maaari tayong unang pagdaanan ang paglalarawan ng dielectric materials. Hindi ito talaga nakokonduktor ng kuryente. Sila ay insulators na may napakababang electrical conductivity. Kaya kailangan nating malaman ang pagkakaiba sa pagitan ng dielectric material at insulating material. Ang pagkakaiba ay ang insulators ay nagbabawas ng daloy ng current ngunit ang dielectrics ay nag-aakumula ng electrical energy. Sa capacitors, ito ay gumagana bilang electrical insulators.

Sa susunod, maaari tayong pumunta sa paksa. Ang dielectric properties ng insulation ay kasama ang breakdown voltage o dielectric strength, dielectric parameters tulad ng permittivity, conductivity, loss angle at power factor. Ang iba pang properties ay kasama ang electrical, thermal, mechanical at chemical parameters. Maaari nating talakayin ang pangunahing properties sa detalye sa ibaba.

Dielectric Strength o Breakdown Voltage

Ang dielectric material ay may ilang elektrons lamang sa normal na kondisyon ng operasyon. Kapag ang lakas ng elektriko ay lumampas sa isang partikular na halaga, magresulta ito sa pagkasira. Ito ay, ang mga katangian ng insulator ay nasira at ito ay naging conductor. Ang lakas ng electrical field sa oras ng pagkasira ay tinatawag na breakdown voltage o dielectric strength. Ito ay maaaring ipahayag sa minimum na electrical stress na magresulta sa pagkasira ng materyal sa ilang kondisyon.

Ito ay maaaring bawasan ng ageing, mataas na temperatura at moisture. Ibinibigay ito bilang
Dielectric strength o Breakdown voltage =
V→ Breakdown Potential.
t→ Thickness ng dielectric material.
Relative permittivity
Tinatawag din itong specific inductive capacity o dielectric constant. Ito ay nagbibigay sa amin ng impormasyon tungkol sa capacitance ng capacitor kapag ginamit ang dielectric. Itinuturing ito bilang εr. Ang capacitance ng capacitor ay may kaugnayan sa paghihiwalay ng plates o masasabi natin ang thickness ng dielectrics, cross sectional area ng plates at ang karakter ng dielectric material na ginamit. Ang dielectric material na may mataas na dielectric constant ay pinapaboran para sa capacitor.
Relative permeability o dielectric constant =

Makikita natin na kung papalitan natin ang hangin ng anumang dielectric medium, ang capacitance (capacitor) ay magiging mas maayos. Ang dielectric constant at dielectric strength ng ilang dielectric materials ay ibinibigay sa ibaba.

Talaan no.1

Dissipation Factor, Loss Angle at Power Factor

Kapag binigyan ng AC supply ang dielectric material, hindi nangyayari ang paggamit ng lakas. Ito ay perpektong natutukoy lamang sa pamamagitan ng vacuum at purified gases. Dito, makikita natin na ang charging current ay magpapuno ng voltage na inilapat ng 90o na ipinapakita sa figure 2A. Ito ay nangangahulugan na walang pagkawala ng lakas sa insulators. Ngunit sa karamihan ng mga kaso, mayroong pagkawala ng enerhiya sa insulators kapag inilapat ang alternating current. Tinatawag itong dielectric loss. Sa praktikal na insulators, ang leakage current ay hindi kailanman magpapuno ng voltage na inilapat ng 90o (figure 2B). Ang angle na nabuo ng leakage current ay ang phase angle (φ). Ito ay laging bababa sa 90. Maaari rin nating makuha ang loss angle (δ) dito bilang 90- φ.

Ang equivalent circuit na may capacitance at resistor sa collateral (parallel) ay ipinapakita sa ibaba.

Mula dito, maaari nating makuha ang dielectric power loss bilang

X → Capacitive reactance (1/2πfC)
cosφ → sinδ
Sa karamihan ng mga kaso, δ ay maliit. Kaya maaari nating kunin ang sinδ = tanδ.

Kaya, ang tanδ ay kilala bilang power factor ng dielectrics.

Ang kahalagahan ng kaalaman sa properties ng dielectric material ay sa pagplano, paggawa, pagpapatakbo at recycling ng dielectric (insulating) materials at ito ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagkalkula at pagsukat.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mahusay na artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may labag sa copyright paki-delete.