Parametrii de bază ai materialelor dielectrice - stadopedia

1. # 949; - permitivitate relativă. Permeabilitatea dielectrică este o măsură a capacității unui polarizator de material. Aceasta este o cantitate care arată de câte ori forța de interacțiune a sarcinilor electrice într-un material dat este mai mică decât în ​​vid. În interiorul dielectricului, apare un câmp electric separat, orientat opus celui extern. Rezistența câmpului extern slăbește în comparație cu câmpul acelorași încărcări într - un vid în # 949; ori, unde # 949; - permitivitate relativă. Dacă luăm în considerare un model al unui condensator cu două plăci și un vid între ele, putem estima capacitatea acestui element. Atunci când vidul este înlocuit cu un dielectric, ca urmare a polarizării sale de către un câmp extern, capacitatea acestui condensator se schimbă în direcția creșterii. Această proprietate se bazează pe o definiție simplă a constantei dielectrice:







unde: C0 - capacitate condensator fără dielectric;

Cd - capacitatea aceluiași condensator cu un dielectric între plăci.

În funcție de mecanismul de polarizare, # 949; pot lua valori de la câteva unități la câteva zeci de mii. Valori minime # 949; au dielectrice nepolare (# 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; - tangenta unghiului de pierdere dielectrică;

Pierderi dielectrice - pierderi de energie electrică datorate fluxului de curenți în dielectrici. Curentul prin conductivitate Ic. cauzate de prezența unui număr mic de ioni în mișcare ușoară în dielectrici și a curenților de polarizare. Cu polarizarea electronilor și a ionilor, curentul de polarizare se numește curentul de deplasare Icm. este foarte scurtă și nu este înregistrată de instrumente. Curenții asociați cu formele de polarizare întârziate (de relaxare) se numesc așa-numitele curenți de absorbție. În cazul general, curentul total în dielectric este definit ca

După stabilirea polarizării, curentul total va fi I = Ic.

Dacă constant curenții câmpului de polarizare apar în momentul pornirii și oprit tensiunea și curentul totală este determinată în conformitate cu ecuația (3), într-un câmp alternativ curenții de polarizare apar în momentul inversare de tensiune polaritate. Ca rezultat, pierderile în dielectric în câmpul alternativ pot fi semnificative, mai ales dacă se apropie jumătatea perioadei de tensiune aplicată







timpul de stabilire a polarizării.

În Fig. 4 (a) prezintă un circuit echivalent unui condensator cu dielectric situat într-un circuit sub potențialul unei tensiuni alternative. În această schemă, condensatorul dielectric real, care are pierderi de înlocuit ideală condensatorul C și rezistența activă conectat în paralel R. In figura 4 (b) arată diagrama vector de curent și tensiune pentru acest circuit, în cazul în care: U - tensiunea la bornele condensatorului; Iak este curentul activ prin condensator; Ip - curent reactiv, care este o componentă activă în fază de 90 °; Am # 931; este curentul total.

Parametrii de bază ai materialelor dielectrice - stadopedia
a) b) Fig. 4 Circuitul echivalent al condensatorului (a) și diagrama vectorială a curenților și tensiunilor (b)

în cazul în care: # 969; Este frecvența circulară a câmpului alternativ.

Unghiul de pierderi dielectrice este unghiul # 948;. completând un unghi de fază de până la 90 ° # 966; între curentul I # 931; și tensiunea U în circuitul capacitiv.

Pierderile din dielectric într-un câmp alternativ sunt caracterizate de tangenta

unghiul pierderii dielectrice

Valorile limită pentru tangenta pierderi dielectrice pentru aplicații de înaltă frecvență a materialului nu trebuie să depășească .0001-.0004 și pentru scăzut - 0.01-0.02.

Cunoașterea valorilor lui tg # 948; pentru un dielectric se poate determina cu ușurință puterea disipată într-un dielectric sub formă de căldură:

3. Rezistența electrică. Se numește intensitatea rigidității dielectrice a câmpului electric uniform extern, ceea ce duce la formarea unui izolator de canal având o conductivitate ridicată (fenomenul defalcare dielectric).

unde: Upr - tensiune de defect, măsurată în volți sau kilovoliți;

d este grosimea dielectricului, măsurată în metri sau milimetri.

4. V - rezistență volumetrică specifică.

Rezistența specifică a volumului este rezistența electrică a unui cub de material cu o margine de 1 m

unde: RV - rezistența materialului, (Ohm);

S este aria secțiunii transversale a probei (m 2);

L este lungimea eșantionului, (m).

5. - rezistența specifică la suprafață.

Acest parametru caracterizează rezistența electrică a stratului de suprafață al dielectricului sub forma unui pătrat cu o latură de 1 m

în cazul în care: V - rezistență specifică la volum;

d este grosimea dielectricului, (m).

în funcție de # 949; și tg # 948; de la temperatură și frecvență.

Parametrii dielectrici ai materialelor depind în funcție de temperatură și frecvență. Un număr mare de materiale dielectrice nu ne permit să acoperim caracteristicile tuturor dependențelor de acești factori. Prin urmare, graficele prezentate în Fig. Figurile 5-6 prezintă câteva tendințe generale caracteristice unor grupuri majore.

Fig. 5 Dependența de temperatură și frecvență a permitivității dielectrice relative a dielectricilor: unde 1 - polimeri liniari nepolari (polarizare electronică); 2 - dielectricitatea structurii ionice (polarizarea ionilor); 3 - polimeri polari (polarizare dipol).







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: