قدرت دی الکتریک یک خاصیت مادی ذاتی است که نشان می دهد را حداکثر میدان الکتریکی یک ماده خالص قادر است حفظ کنند در حالت ایده آل قبل از خواص عایق آن شروع به مردود شدن. می توان آن را نیز توصیف کرد مانند را بالاترین ولتاژ مورد نیاز القاء الف شکست دی الکتریک [1].

آ مواد دی الکتریک، یا دی الکتریک به طور خلاصه، در واقع یک عایق الکتریکی است که ممکن است در حضور میدان الکتریکی قطبی شود. این بدان معناست که وقتی ماده در معرض میدان الکتریکی خارجی قرار می گیرد، اجازه نمی دهد جریانی جریان پیدا کند، زیرا هیچ الکترون آزاد وجود ندارد. حرکت از طریق مواد (با در نظر گرفتن هیچ عایق “کاملی” وجود ندارد). بلکه یک پلاریزاسیون الکتریکی زمانی اتفاق می‌افتد که بارهای الکتریسیته ساکن، با داشتن مقدار بار ثابت و موقعیت ثابت نسبت به یکدیگر، وارد عمل می‌شوند. چیزی که توانایی این ماده را برای ایجاد قطبیت مشخص می کند، آن است ثابت دی الکتریک.

قدرت دی الکتریک نباید با ثابت دی الکتریک اشتباه گرفته شود، اگرچه آنها به هم مرتبط هستند. در حالی که استحکام دی الکتریک کیفیت عایق مواد را مشخص می کند، ثابت دی الکتریک یک نسبت ریاضی بدون بعد از گذردهی ماده به گذردهی خلاء است، که نام جایگزین “گذردهی نسبی” را به آن می دهد.

قدرت دی الکتریک بیان می شود ولت در واحد ضخامت (V/m) و مستقل از پیکربندی مواد یا الکترودهای مولد میدان الکتریکی است. این ویژگی ضروری یک عایق استکه کیفیت آن متناسب با تغییر مقاومت دی الکتریک تغییر می کند.

اینجا، با این موارد آشنا خواهید شد:

• خرابی دی الکتریک چیست
• چگونه قدرت دی الکتریک اندازه گیری می شود
• رایج ترین موادی که با استحکام دی الکتریک خود مشخص می شوند
• چه کاربردهایی بر اساس مقاومت دی الکتریک مواد است

a چیست دالکتریک درهم شکستن؟

در نظر گرفتن افشای الف خاص مواد دی الکتریکمانند شیشه یا چینی، به یک مسلم – قطعی ولتاژ. افزایش مداوم این ولتاژ خواهد بود باعث شود مواد به آرامی به حداکثر خود نزدیک شوید توانایی نگه داشتن بازگشت هر جریان الکترونی از جریان (یعنی قدرت دی الکتریک آن)، پس از آن یک اتفاق، محلی، و فاجعه بار است رویداد رخ می دهد [2]. ما به آن می گوییم شکست دی الکتریک.

آنچه در هنگام خرابی اتفاق می افتد این است که میدان الکتریکی خارجی آزاد می شود الکترون هایی که به خویشاوند خود متصل شده بودند اتم ها در عرض چند نانوثانیه، پدید آوردن آn مسیر رسانای الکتریکی، یا الف پنچر شدن، که از طریق آن تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) رخ می دهد. به عبارت دیگر فعلی ناگهان از مقدار اشباع افزایش می یابد، منجر به یک بهمن از الکترونس. این باعث سوختن مواد می شود که در خرابی حوزه، که منجر به تخریب شدید و حتی می شود از دست دادن کامل از ظرفیت عایق آن چنین بreakdowns هستند توسط طبیعت تکرار ناپذیر، تصادفی، و ممکن است بر اساس مواد متفاوت باشد حالت جسمانی، خلوص و محیط [2].

علاوه بر این تجزیه ذاتی، مهم است که اشاره کند که خرابی ممکن است در موارد خاص تر اتفاق بیفتد راه هایی مانند [3]:

• تیتجزیه هرمال، که از نظر حرارتی مواد دی الکتریک توصیف می شود خواص و است مربوط به گرمایش ژول.
• دیشکست ischarge، که در سرامیک مهم است همانطور که در آغاز شده است سطح تخلخل ها، ناهمگنی رایج در سرامیک ها.

قدرت دی الکتریک چگونه اندازه گیری می شود؟

به خوبی تعریف شده است آزمایش کردن روش هایی برای اندازه گیری مقاومت دی الکتریک مواد عایق ابداع شده است. با این حال، مهم است که به خاطر داشته باشید که این تست های استاندارد این کار را نمی کنند اندازه گیری الفn ارزش ذاتی قدرت دی الکتریک به عنوان تخلیه های زودرس ممکن است برگزار شود در رسانه اطراف نمونه های آزمایش شده [2].

وجود دارد چهار تست رایج که شامل اعمال ولتاژ به منظور اندازه گیری خواص دی الکتریک یک ماده است [4].

1. برای حداقل نیاز مشخص شده تست کنید

این تست واقعا قدرت دی الکتریک را اندازه گیری نمی کند فی نفسه در عوض، اندازه گیری می کندس را دی الکتریک تحمل کند از مواد به همین دلیل است همچنین به نام تست مقاومت دی الکتریک [5]. مقاومت دی الکتریک به معنی عایق توانایی مواد برای مقاومت در برابر الف بالا ولتاژ برای یک دوره زمانی خاص قبل از اینکه شکست بخورد.

در این آزمون، ولتاژ در سراسر ماده اعمال می شود و با یک نرخ ثابت افزایش می یابد (معمولا 5% از ولتاژ مشخص شده) تا ارزش نشان داد در مشخصات مواد رسیده است، که در آن برای مدت زمان مشخصی نگهداری می شود.

2. تست به شکست، آزمون کوتاه مدت

در این آزمون، ولتاژ اعمال شده افزایش می یابد از صفر با نرخ یکنواخت (0.5-1.0 kV/s) تا خرابی Thاست افزایش ولتاژ نرخ بر اساس زمان کلی آزمایش و مشخصه ولتاژ-زمان ماده انتخاب می شود.

3. تست تا تجزیه، تست گام به گام

در اینجا، ولتاژ از نقطه شروع 50٪ ولتاژ شکست افزایش می یابد. در آزمون کوتاه مدت مشخص شده است. تیاو همان نرخ افزایش اعمال می شود، ولی ارزش نگهداری می شود بعد از هر برابر افزایش برای یک دوره زمانی مشخص و سپس افزایش یافت با بیشترین سرعت ممکن به مقدار بعدی.

4. تست تا شکست، آهسته سرعت تست

ولتاژ در این تست نیز می باشد کاربردی در ابتدا در نیمه ولتاژ شکست و افزایش یافته است با نرخ یکنواخت تا نقطه شکست. این نرخ انتخاب شده است به دادن قرار گرفتن در معرض ولتاژ-زمان برابر نمونه آزمایش.

سپس قدرت دی الکتریک محاسبه می شود توسط به سادگی تقسیم ولتاژ شکست بر نمونه ضخامت مواد، که باید باشد بزرگ برای جلوگیری از وقوع فلاش اوور کافی است قبل از خرابی. به خاطر داشته باشید که تیرابطه بین قدرت دی الکتریک و ضخامت لزوما خطی نیست.

چی برنامه های کاربردی و مواد مشخص با دی الکتریک استحکام – قدرت؟

مشترک رفیقریال با قدرت دی الکتریک نسبی خود می تواند باشد در جدول زیر مشاهده شده است. اطلاع تفاوت در ارزش برای مواد مشابه هنگامی که ضخامت فیلم تغییر می کند.

استحکام دی الکتریک عامل مهمی در انتخاب مواد در مورد عایق الکتریکی است. رایج ترین استفاده شده در صنعت برق و الکترونیک، قدرت دی الکتریک نقش عمده ای در آبرنامه هایی مانند پوشش، گلدان، و کپسوله سازی از دستگاه های الکترونیکی این است همچنین در انتخاب مواد و طراحی خازن که در آن مواد دی الکتریک هنگامی که بین خازن قرار می گیرد، ظرفیت ذخیره سازی الکتریکی بالایی را فراهم می کند‘صفحات رسانا. دی الکتریک در خازن ها می تواند باشد خلاء، گازی (مانند هوا)، مایع (مانند روغن معدنی)، جامد (مانند شیشه، اکسید تیتانیوم، یا سدیم) یا ترکیبی از مایع و جامد (مانند کاغذ آغشته به روغن یا میکا). دی الکتریک ها نیز در ترانسفورماتورهای قدرت، ژنراتورهای جرقه، کابل ها و مبدل ها.

قدرت دی الکتریک است به طور قابل توجهی در صنعت پزشکی مورد توجه قرار گرفته است، همچنین، به عنوان عایق برای دستگاه ها و تجهیزات خاص مورد نیاز است به منظور محافظت از بیماران و کادر پزشکی از جریان های الکتریکی، به خصوص زمانی که دستگاه به منبع تغذیه متصل است.

نتیجه

به خاطر داشته باشید که نامگذاری یک ماده عایق به عنوان دی الکتریک و نه عایق به آن بستگی دارد عملکرد اصلی در صورتی که کارکرد اصلی آن این باشد که ارائه عایق الکتریکی، آن است عایق (همچنین به نام دی الکتریک غیرفعال). در صورتی که وظیفه اصلی آن ذخیره سازی است بار الکتریکی، از سوی دیگر، آن است دی الکتریک (همچنین به نام دی الکتریک فعال).

مواد دی الکتریک، به طور کلی، غیر فلزی با مقاومت قابل توجهی بالا هستند. قدرت دی الکتریک آنها آنها را مشخص می کند ولتاژ شکست اعمال شده از طریق ضخامت مواد.

لیست را بررسی کنید مواد دی الکتریک اینجا در مطابقت با قدرت دی الکتریک مربوطه خود و دریابید که چه کسی آنها را فراهم می کند.

[1] م. کوتز، “قدرت دی الکتریک”، کتابچه راهنمای انتخاب مواد، نیویورک: جان وایلی و پسران، 2002.

[2] AR Blythe، T. Blythe، و D. Bloor، “شکست دی الکتریک”، خواص الکتریکی پلیمرها، انگلستان: انتشارات دانشگاه کمبریج، 2005.

[3] ای جی مولسون، جی ام هربرت، “قدرت دی الکتریک”، الکتروسرامیک: مواد، خواص، کاربردها، انگلستان: چپمن و هال، 1990.

[4] موسسه اتصال و بسته بندی مدارهای الکترونیکی، “ولتاژ شکست دی الکتریک و قدرت دی الکتریک” راهنمای روش های تست IPC-TM-650 [Online]. موجود در: https://www.ipc.org/TM/2.5.6.3.pdf [Accessed on: 26.11.2019].

[5] “تست قدرت دی الکتریک”، element.com [Online]. موجود در: https://www.element.com/خدمات-آزمایش-مواد/تست-استحکام-دی الکتریک [Accessed on: 26.11.2019]