Chất điện môi là một trong những vật liệu được sử dụng nhiều nhất và trong bài viết này, chúng tôi sẽ đề cập đến: chất điện môi là gì, đặc tính của chúng và tìm hiểu thêm về tụ điện.
Định nghĩa
là chất dẫn điện kém và là vật liệu có điện trở suất cao (107 ÷ 1017Ω.m) ở nhiệt độ phòng. Chất cách điện được cấu tạo chủ yếu từ các vật liệu vô cơ và hữu cơ.
Bản chất ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng của các thành phần
Chất bán dẫn là gì?
Phân loại và ứng dụng các chất điện môi
- Chất điện môi thụ động (vật liệu cách điện và tụ điện): là vật liệu được sử dụng làm chất cách điện và chất điện môi trong tụ điện, chẳng hạn như mica, gốm sứ, thủy tinh, polyme mạch thẳng, cao su, sơn, giấy, bột tổng hợp, chất kết dính Hỗn hợp, .. .
Chất điện môi hoạt động là vật liệu có hằng số điện môi có thể được kiểm soát bởi:
- Điện trường (ví dụ như gốm, thủy tinh, v.v.)
- Cơ học (vật liệu áp điện, chẳng hạn như thạch anh)
- Ánh sáng (vật liệu huỳnh quang)
Tính chất điện môi
- Độ từ thẩm tương đối (hằng số điện môi-)
- tổn hao chất điện môi (pa)
- độ bền điện môi (ed.t)
- Khả năng chịu nhiệt độ
- Dòng điện trong chất điện môi (i)
- Điện trở cách điện của chất điện môi
Hằng số điện môi
Hằng số điện môi được biểu thị bằng ε, biểu thị tính phân cực của chất điện môi.
Vị trí:
- cd: Điện dung của tụ điện dùng chất điện môi
- c0: Điện dung của tụ điện dùng chân không hoặc không khí làm chất điện môi
Chất điện môi được sử dụng làm tụ điện yêu cầu hằng số điện môi lớn hơn ε, trong khi chất điện môi được sử dụng làm chất dẫn điện có ε
nhỏ hơn
Tổn thất điện môi (pa)
Tổn thất điện môi là năng lượng điện bị mất đi để đốt nóng chất điện môi khi đặt trong điện trường, được xác định bằng dòng điện rò.
pa = u2ωctgδ
Vị trí:
- u là điện áp đặt trên tụ điện (v)
- c là điện dung của tụ điện khi sử dụng chất điện môi (f)
- ω là tần số góc ( rad / s)
- tgδ là góc tổn hao điện môi
Nếu tổn thất điện môi trong tụ điện cơ bản là do điện trở của các bản, vật dẫn và điểm nối (chẳng hạn như các lớp bạc mỏng trong tụ điện bằng mica và gốm), thì tổn thất điện môi sẽ tăng tỷ lệ với bình phương của tần số:
pa = u2ω2c2r
Do đó, trong thực tế, tụ điện hoạt động ở tần số cao yêu cầu các tấm, dây dẫn và mối nối được mạ bạc để giảm điện trở của chúng
Độ bền điện của chất điện môi (ed.t)
Chất điện môi được đặt trong điện trường. Khi cường độ điện trường vượt quá giá trị giới hạn, chất điện môi mất khả năng cách điện, dẫn đến đánh thủng điện môi
Cường độ điện trường Điểm đánh thủng tương ứng được gọi là cường độ điện (ed.t) của chất điện môi
Vị trí:
- ud.t: Điện áp đánh thủng điện môi
- d: Độ dày điện môi
Sự cố điện môi có thể do các quá trình nhiệt, điện và điện hóa gây ra
Dòng điện trong chất điện môi (i)
Dòng dịch chuyển ic.m (dòng điện cảm ứng): do sự chuyển đổi phân cực của các điện tích liên kết trong chất điện môi cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng
Dòng điện rò rỉ: Nó được tạo ra bởi sự phát ra các điện tích tự do và các electron chuyển động dưới tác dụng của điện trường
Nếu dòng điện rò lớn, cách điện của chất điện môi sẽ bị mất
Cường độ dòng điện qua chất điện môi là: i = icm + irò
Sau quá trình phân cực, chỉ có dòng điện rò đi qua chất điện môi