Dielektromos anyagok alapvető paraméterei - stadopedia
1. # 949; - relatív permittivitás. A dielektromos permeabilitás az anyagnak a polarizációval szembeni képessége. Ez egy olyan mennyiség, amely megmutatja, hogy hányszor villamos töltések kölcsönhatása egy adott anyagban kevesebb, mint egy vákuumban. A dielektrikum belsejében külön elektromos mező keletkezik, szemben a külsővel. A külső tér erőssége gyengül az ugyanazon töltések mezőjéhez viszonyítva vákuumban # 949; idők, hol # 949; - relatív permittivitás. Ha egy két kondenzátor kondenzátor modelljét és egy vákuumot vesszük figyelembe, akkor becsüljük ennek az elemnek a kapacitását. Ha a vákuumot egy dielektrikával helyettesíti, külső mezejének polarizációja következtében a kondenzátor kapacitása a növekedés irányában változik. Ez a tulajdonság a dielektromos állandó egyszerű meghatározásán alapul:
ahol: C0 - kondenzátor kapacitás dielektromos nélkül;
Cd - ugyanazon kondenzátor kapacitása dielektrikával a lemezek között.
A polarizációs mechanizmustól függően, # 949; több egységről több tízezerre teheti értékét. Minimális értékek # 949; nempoláros dielektrikumokkal rendelkeznek (# 949; <2,5), а максимальные значения - диэлектрики, обладающие сегнетоэлектрическими свойствами, это ионные материалы, например титанат бария ВаTiO3, и титанат стронция SrTiO3 (ε> 10 5-10 6).
2. tg # 948; - a dielektromos veszteség szögének érintője;
Dielektromos veszteségek - a villamos energia vesztesége a dielektrikában folyó áramlás miatt. Az aktuális Ic vezetőképesség. amelyet kis számú egyszerűen mozgó ion jelenléte okoz a dielektrikában és polarizációs áramokban. Az elektron- és ionpolarizációval a polarizációs áramot az elmozdulási áram Icm-nek nevezzük. nagyon rövid élettartamú, és nem rögzíti az eszközök. A polarizáció késleltetett (relaxációs) formáihoz kapcsolódó áramokat Abszorpciós áramlásoknak nevezik. Általános esetben a dielektromos teljes áramát a következőképpen határozzuk meg:
A polarizáció létrejötte után az összes áram I = Ic lesz.
Ha az állandó mezőt polarizációs áramok keletkeznek pillanatában be- és kikapcsolásával a feszültség, és a teljes áram határozzuk egyenlet szerint (3), egy váltakozó mező a polarizációs áramok időpontban keletkezik feszültség polaritás megfordítása. Ennek eredményeképpen a váltakozó térben a dielektrikum veszteségei jelentősek lehetnek, különösen akkor, ha az alkalmazott feszültség félidője megközelíti
a polarizáció létrehozásának időpontja.
Az 1. ábrán. A 4 (a) ábra egy kondenzátornak megfelelő áramkört mutat egy dielektrikummal, amely egy váltakozó feszültség alatt álló áramkörben van elhelyezve. Ebben a rendszerben, a valódi dielektromos kondenzátor, amely veszteségeket helyébe ideális C kondenzátor és a párhuzamosan kapcsolt aktív rezisztencia R. A 4. ábrán az (b) ábra a vektor diagramján a jelenlegi és a feszültség az ebben az áramkörben, ahol: U - a kondenzátor feszültsége; Iak az aktív áram a kondenzátoron keresztül; Ip - reaktív áram, amely 90 ° - os fázisban aktív komponens; I # 931; a teljes áram.
ahol: # 969; A váltakozó mező körkörös frekvenciája.
A dielektromos veszteségek szöge a szög # 948;. 90 ° -os fázisszöget kiegészítve # 966; a jelenlegi I # 931; és az U feszültség a kapacitív áramkörben.
A váltakozó mezőben a dielektrikumok veszteségeit a tangens jellemzi
dielektromos veszteség szög
A nagyfrekvenciájú alkalmazásokban az anyag dielektromos veszteségi szögének érintő határértékei nem haladhatják meg a 0,0001 - 0,0004 értéket, míg az alacsony frekvenciájú - 0,01 - 0,02.
Tg # 948 értékeinek ismerete; egy dielektrikum esetében könnyen meghatározható a dielektrikában hõ formájában eloszlatott energia:
3. Elektromos ellenállás. Az elektromos erő egy egységes külső elektromos mező intenzitása, amely nagy vezetőképességű csatorna dielektrikájában keletkezik (a dielektromos bomlás jelensége).
ahol: Upr - megszakítási feszültség, volttal vagy kilovolttel mérve;
d a dielektrikum vastagsága méterben vagy milliméterben mérve.
4. # 961; v - specifikus térfogatsűrűség.
A fajlagos térfogat-ellenállás az 1 m szélességű anyag kocka elektromos ellenállása
ahol: RV - anyag ellenállás, (Ohm);
S a minta keresztmetszete, (m 2);
L a minta hossza, (m).
5. # 961; s - a speciális felületi ellenállás.
Ez a paraméter a dielektrikum felületi rétegének elektromos ellenállását jelöli egy 1 m oldalú négyzet alakjában
ahol: # 961; v - specifikus térfogat-ellenállás;
d a dielektromos vastagsága, (m).
attól függően, hogy # 949; és tg # 948; a hőmérséklet és a frekvencia.
Az anyagok dielektromos paraméterei a hőmérséklet és a frekvencia változó mértékétől függnek. Számos dielektromos anyag nem teszi lehetővé számunkra, hogy az összes függőség jellemzőit fedjék fel ezeken a tényezőkön. Ezért a 3. ábrán látható grafikonok. Az 5-6. Ábrák egyes főbb csoportokra jellemző általános tendenciákat mutatnak.
Ábra. 5 A dielektrikumok relatív dielektromos permittivitásának hőmérsékleti és frekvencia függései: ahol 1 - nempoláros lineáris polimerek (elektronikus polarizáció); 2 - ionos szerkezetű dielektrikumok (ion polarizáció); 3 - poláris polimerek (dipól polarizáció).