1. dielektriskās konstantes (ε) pamatjēdzieni un formulas (ε)
Dielektriskā konstante ir fizisks daudzums, kas raksturo dielektriskā spēju uzglabāt lādiņus elektriskajā laukā, kas pazīstams arī kā caurlaidība, un ir viens no galvenajiem parametriem izolācijas materiālu elektrisko īpašību mērīšanai . Lielāka tā vērtība, stiprāka materiāla spēja uzglabāt lādiņus, bet parasti izolējošie materiāli ir zema dielektriskā līdzekļa uzglabāšanai līdz samazināšanai, lai samazinātu, lai samazinātu, lai samazinātu signālu, lai samazinātu, lai samazinātu signālu, lai samazinātu, lai samazinātu signālu, lai samazinātu, lai samazinātu signālu, lai samazinātu, lai samazinātu signālu, un tas samazina, ka tas ir zems dielektric, kas paredzēts, lai samazinātu signālu, un tas ir paredzēts. Interference .
(1) Dielektriskās konstantes definīcijas formula
Dielektriskā konstante (relatīvā dielektriskā konstante, εᵣ) ir materiāla dielektriskās konstantes (ε) attiecība pret tā vakuuma dielektrisko konstanti (ε₀):
εᵣ=ε/ε₀
Starp tiem ε₀ ir vakuuma dielektriskā konstante, kas ir aptuveni8.854 × 10-12F/m (farad/m).
Relatīvā dielektriskā konstante (εᵣ) ir bezizmēra fizisks daudzums . Vakuuma εᵣ ir 1, εᵣ gaisa εᵣ ir aptuveni 1 . 0006, un εᵣ izolācijas materiāli parasti ir starp 2-10} (šādi kā Etfe εᵣ apmēram 2.6).
(2) attiecību ar kapacitāti formula
Paralēlu plāksnes kondensatoriem saistība starp kapacitāti (c) un dielektrisko konstanti ir:C=εᵣ⋅ε₀⋅A/d
Starp tiem A ir elektrodu plāksnes laukums, un D ir attālums starp elektrodu plāksnēm (izolācijas materiāla biezums) .
Šī formula norāda, ka saskaņā ar to pašu struktūru, jo lielāka ir dielektriskā konstante un kapacitāte, jo spēcīgāka ir materiāla spēja saglabāt lādiņus .
(3) Saistīts ar zaudējumiem: Dielektrisko zudumu pieskare (Tan δ)
Dielektriskie zudumi ir izolācijas materiālu enerģijas zudums molekulārās polarizācijas histerēzes dēļ elektriskajā laukā . Parasti to attēlo dielektrisko zudumu tangente (tan δ), un tas ir saistīts ar dielektrisko konstanti šādi:tanΔ=ε/ε ′
Starp tiem ε 'ir dielektriskās konstantes reālā daļa (apzīmē enerģijas uzkrāšanas jaudu), un ε' 'ir iedomātā daļa (attēlo zaudējumus) .
Jo mazāks iedegums δ, jo mazāks materiāla izolācijas zudums un stabilāks elektriskais veiktspēja (piemēram, Etfe iedegums δ ir aptuveni 0 . 003, kas pieder zemiem zaudējumu materiāliem).
2. Izolācijas veiktspējas galvenie parametri un konvertēšanas attiecības
Izolācijas veiktspējas galvenie parametri ietver izolācijas pretestību, sabrukšanas stiprumu, dielektrisko konstanti, dielektriskos zudumus utt.
(1) Izolācijas rezistence (Riešana)
Izolācijas pretestība ir materiāla spēja izturēt strāvas noplūdi, ko mēra omi (ω) un ir saistīta ar materiāla pretestību (ρ) šādi:Riešana=ρ⋅d/A
Starp tiem ρ ir tilpuma pretestība (vienība: ω · m), d ir izolācijas biezums, un A ir vadošā virsmas laukums .
Pārvēršanas nozīme: jo augstāka ir pretestība, jo augstāka ir izolācijas pretestība un jo labāka materiāla izolācijas veiktspēja (piemēram, ETFE, kura tilpuma pretestība parasti ir lielāka par 10¹⁶Ω · m, kas pieder pie augstas izolācijas materiāliem) .
(2) Sadalījuma stiprums (Eᵦ)
Sadalījuma stiprums ir kritiskais elektriskā lauka stiprums, kurā materiāls var izturēt elektrisko lauku, neizdalot, mērot KV/mm (kilovolti uz milimetru) un aprēķināts, izmantojot šādu formulu:Eb=Ub/d
Starp tiem uᵦ ir sadalīšanās spriegums (KV), un D ir izolācijas biezums (mm) .
Conversion meaning: The higher the breakdown strength, the higher the voltage that the material can withstand at the same thickness (for example, the breakdown strength of ETFE is about 20-30 kV/mm, and only a very thin insulation layer is needed to meet the requirements at 600V voltage).
(3) Korelācija starp dielektrisko konstanti un signāla pārraides zudumu
Augstas frekvences signāla pārraidei signāla zudums () ir saistīts ar dielektrisko konstanti (εᵣ) un dielektriskajiem zudumiem (tan δ), un empīriskā formula ir: ∝f⋅√εr⋅Tanδ
Starp tiem F ir signāla frekvence .
Pārvēršanas nozīme: Zems εᵣ un zems Tan δ var ievērojami samazināt augstfrekvences signāla zudumu, tāpēc zemi dielektriskie materiāli, piemēram, ETFE, ir piemēroti ātrgaitas signāla pārraides scenārijiem (piemēram, kosmiskā aviācijas un precizitātes elektroniskā iekārta) .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
3. Performance pārveidošanas piemērs praktiskos lietojumos (kā piemēru ņemiet UL AWM 10126 vadu)
Ul awm 10126 vads pieņem ETFE izolāciju (εᵣ≈2,6, tanδ≈0,003, sadalīšanās stiprums 2.KV/mm), novērtēts spriegums 600 V, darbības temperatūra 150 grādu, izolācijas veiktspējas konvertēšana ir šāda:
(1) Sadalījuma sprieguma pārbaude: ja izolācijas biezums ir 0,1 mm, teorētiskais sadalīšanās spriegumsUb=Eb⋅d =25 kv/mm × 0,1mm =2.5 kv, daudz augstāks par novērtēto 600 V, ar pietiekamu drošības rezervi .
(2) Augstas frekvences zudumu novērtējums: 100MHz frekvencē tā signāla zudums ir daudz zemāks nekā augstiem dielektriskiem materiāliem (piemēram, PVC, ar εᵣ≈3 . 5), padarot to piemērotu signāla pārnešanai precizitātes elektroniskās ierīcēs.
(3) Izolācijas pretestības konvertēšana: ja vadītāja virsmas laukums ir 10 cm², izolācijas biezums ir 0,1 mm un ETFEρ≈10¹⁷Ω·m, tad izolācijas rezistenceRiešana=1017×0.0001/0.001=1016Ω, noplūdes strāvu var ignorēt .
4. kopsavilkums
Dielektriskā konstante ir izolācijas materiālu enerģijas uzglabāšanas jaudas kodols, kas ir tieši saistīts ar kapacitāti un zaudējumiem . Zema dielektriskā konstante (piemēram, ETFE) ir piemērota augstfrekvences un zemu zaudējumu scenārijiem .}}
Izolācijas veiktspējas pārveidošana var kvantitatīvi novērtēt materiālu pielietojamību dažādos darba apstākļos, izmantojot formulas, kas saistītas ar tādiem parametriem kā pretestība, sabrukšanas stiprums un zaudēšana (piemēram,Ul awm 10126 vads, kas ir piemērots 600 V elektriskajiem savienojumiem kompaktās telpās un augstas temperatūras vidē, pateicoties tā zemajai εᵣ un lielajai sabrukuma stiprībai) .
Šo parametru konvertēšana nodrošina zinātnisku pamatu stiepļu izvēlei un izolācijas projektēšanai, nodrošinot izmaksu un telpas optimizāciju, izpildot prasības, piemēram, spriegumu un temperatūru .
