Diëlektrische eigenschappen van isolerende materialen (formule & Constant)

We kunnen eerst de beschrijving van diëlektrische materialen doornemen. Het geleidt eigenlijk geen elektriciteit. Het zijn isolatoren met een zeer lage elektrische geleidbaarheid. We moeten dus het verschil weten tussen diëlektrisch materiaal en isolatiemateriaal. Het verschil is dat isolatoren blokkeren de stroomstroom, maar de diëlektrische accumuleren elektrische energie. In condensatoren, het presteert als elektrische isolatoren.

vervolgens kunnen we naar het onderwerp komen. De diëlektrische eigenschappen van isolatie omvatten afbraakspanning of diëlektrische sterkte, diëlektrische parameters zoals permittiviteit, geleidbaarheid, verlieshoek en vermogensfactor. De andere eigenschappen omvatten elektrische, thermische, mechanische en chemische parameters. We kunnen de belangrijkste eigenschappen hieronder in detail bespreken.

Diëlektrische Sterkte of Afbraakspanning

het diëlektrische materiaal heeft slechts enkele elektronen in normale bedrijfsomstandigheden. Wanneer de elektrische sterkte boven een bepaalde waarde wordt verhoogd, resulteert dit in afbraak. Dat wil zeggen, de isolerende eigenschappen worden beschadigd en het wordt uiteindelijk een geleider. De elektrische veldsterkte op het moment van afbraak wordt afbraakspanning of diëlektrische sterkte genoemd. Het kan worden uitgedrukt in minimale elektrische spanning die zal resulteren in afbraak van het materiaal onder een bepaalde voorwaarde.

Het kan worden verminderd door veroudering, hoge temperatuur en vocht. Het wordt gegeven als
diëlektrische sterkte of Afbraakspanning =
V→ Afbraakpotentiaal.
t→ dikte van het diëlektrische materiaal.
Relatieve permittiviteit
Het wordt ook wel genoemd als specifieke inductieve capaciteit of diëlektrische constante. Dit geeft ons de informatie over de capaciteit van de condensator wanneer de diëlektrische wordt gebruikt. Het wordt aangeduid als er. De capaciteit van de condensator is gerelateerd aan de scheiding van platen of we kunnen zeggen de dikte van de diëlektrische, dwarsdoorsnede van de platen en het karakter van het gebruikte diëlektrische materiaal . Een diëlektrisch materiaal met een hoge diëlektrische constante is de voorkeur voor condensator.
Relatieve permeabiliteit of diëlektrische constante =

We kunnen zien dat als we lucht vervangen door een diëlektrisch medium, de capaciteit (condensator) zal verbeteren. De diëlektrische constante en diëlektrische sterkte van sommige diëlektrische materialen worden hieronder gegeven.

Table no.1

Dissipation Factor, Loss Angle and Power Factor

When a dielectric material is given an AC supply, no power utilization takes place. It is perfectly achieved only by vacuum and purified gases. Hier kunnen we zien dat de laadstroom de spanning van 90o zal leiden die wordt toegepast in figuur 2A. dit betekent dat er geen verlies aan vermogen in isolatoren is. Maar in de meeste gevallen is er een dissipatie van energie in de isolatoren wanneer wisselstroom wordt toegepast. Dit verlies staat bekend als diëlektrisch verlies. In praktische isolatoren zal de lekstroom nooit leiden tot de spanning die wordt toegepast door 90o (figuur 2B). De hoek die door de lekstroom wordt gevormd is de fasehoek (φ). Het zal altijd minder dan 90 zijn. We krijgen ook de verlieshoek (δ) uit dit als 90 – φ.

het equivalente circuit met capaciteit en weerstand in onderpand (parallel) wordt hieronder weergegeven.

hieruit krijgen we het diëlektrische vermogensverlies als

X → capacitieve reactantie (1/2nfC)
cosφ → sinδ
in de meeste gevallen is δ klein. Dus we kunnen sinδ = tanδ nemen.

Dus, tanδ is bekend als de factor van de macht van dielectrics.

het belang van de kennis van de eigenschappen van diëlektrisch materiaal is in het schema, de productie, de werking en de recycling van de diëlektrische (isolerende) materialen en kan worden bepaald door berekening en meting.