Dielektrikum

A dielektrikum elektromosan szigetelő anyag, ami azt jelenti, hogy rossz az elektromos vezetőképessége, mert nincsenek benne szabad töltéshordozók. Az ilyen anyagok fajlagos ellenállása nagyobb, mint 108 Ωm.

Alkalmazása

Tipikus alkalmazás, amikor a kondenzátor lemezei közé dielektrikumot helyeznek, hogy nagyobb legyen az elektromos kapacitása és az átütési feszültsége. A jó dielektrikum poláros molekulái a külső elektromos tér rákapcsolásakor az erőtér irányába állnak be. Ez a dielektromos polarizáció jelensége, ami növeli a kondenzátor kapacitását.

Jellemzői

A dielektrikumokra jellemző mennyiségek a dielektromos állandó vagy permittivitás, az elektromos szuszceptibilitás, a veszteségi szög és az átütési feszültség. Az iparban alkalmazott dielektrikumok nagyon magas átütési feszültségű, nagy szakítószilárdságú, vegyileg stabil, kúszóárammal szemben ellenálló anyagok. A χe szuszceptibilitás, vagy más néven dielektromos szuszceptibilitás, azt jellemzi, hogy a szigetelő mennyire polarizálódik külső elektromos tér hatására. A permittivitás, a szuszceptibilitás, és az adott közegben a fény terjedési sebessége egymással összefüggő mennyiségek.

Permittivitás

A síkkondenzátor kapacitása egyenesen arányos a benne levő dielektrikum permittivitásával:

ahol C a kapacitás, εr a dielektrikum relatív permittivitása, a vákuum permittivitása, A a fegyverzetek felülete, és d a fegyverzetek közötti távolság.

Néhány anyag relatív permittivitása:

paraffin 1,9 - 2,2
csillám 4 - 8
üveg 5 - 16
porcelán 6 - 8
speciális kerámiák ~ 100
bárium-titanát ~ 1000
víz 81
etil-alkohol 24
petróleum 2,1
levegő 1,000 59
neoprén 6,7
papír 3,7
kvarc 4,3
stroncium-titanát 300
réz-oxid 18
titán-dioxid ~ 80
CaTiO3 ~ 160
(SrBi)TiO3 ~ 1000
benzol ~ 2,3
nitrobenzol 37
hidrogén 1,000264
kén-dioxid 1,0099

A levegő relatív permittivitása jó közelítéssel egynek vehető, mert a gyakorlatban előforduló számolások pontossága ennél a közelítésnél rosszabb. A víz kiugróan magas permittivitása a vízmolekula erős polározottságának, és ebből következő nagy dipólusnyomatékának köszönhető.

Veszteségi szög

A dielektromos veszteségi tényezőnek is nevezett δ veszteségi szög a D dielektromos eltolás és az E elektromos erőtér által bezárt szög.

Kiszámítása:

ahol ε*(ω) a frekvenciafüggő komplex permittivitás (dielektromos állandó), [1]. Itt az ε' a valós rész () ami az adott anyag dielektromos tulajdonságát, míg az ε'' képzetes rész () az anyag elektromos vezetőképességét jellemzi, i az imaginárius egység és ω a váltóáram körfrekvenciája.

Átütési feszültség

Az átütési feszültség az a feszültség, aminél a dielektrikum vezetővé válik. Nagysága egyenesen arányos a dielektrikum vastagságával, mértékegysége a V/m. Gyakorlati okok miatt azonban sokszor a MV/cm mértékegységet használják. Szilárd dielektrikumban a vezetővé válás egy visszafordíthatatlan folyamat. A folyékony és a gáz halmazállapotú dielektrikumokban a diffúzió révén helyreáll a szigetelőképesség, bár a kémiai reakciók termékei az anyagban maradnak.

Táblázat a dielektrikumok átütési feszültségéről. Az adatok MV/cm-ben értendők.

paraffin 0
csillám 0,25 - 0,42
üveg 0,4 - 1,4
porcelán 0,1 - 0,4
speciális kerámiák 0,45
bárium-titanát > 0,0025
víz 0,3
etil-alkohol
petróleum
levegő > 0,025 (nyomásfüggő)
neoprén 0
papír 0,025 - 0,04
kvarc 0,4 - 0,6
stroncium-titanát
réz-oxid
titán-dioxid 1 - 2
CaTiO3 ~
(SrBi)TiO3 ~
benzol 1,6
nitrobenzol 0
hidrogén
kén-dioxid

Források

Jegyzetek

  1. A komplex dielektromos állandó frekvencia függése.. (Hozzáférés: 2024. december 11.)

További információk

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!