1. Kunċetti bażiċi u formuli ta 'kostanti dielettrika (ε)
Il-kostanti dielettrika hija kwantità fiżika li tikkaratterizza l-abbiltà ta 'dielettriku biex taħżen piżijiet f'qasam elettriku, magħruf ukoll bħala permessività, u hija waħda mill-parametri tal-qalba għall-kejl tal-proprjetajiet elettriċi ta' materjali li jiżolaw {{0. l-akbar il-valur tagħha, iktar ma tkun b'saħħitha l-abilità tal-materjal li tinħażen, iżda ġeneralment tkun qed tiżola l-materjali dielettriċi biex titnaqqas it-telf tas-sinjal biex tnaqqas it-telf tas-sinjal biex tnaqqas interferenza .
(1) Formula ta 'definizzjoni ta' kostanti dielettrika
Il-kostanti dielettrika (kostanti dielettrika relattiva, εᵣ) hija l-proporzjon tal-kostanti dielettrika tal-materjal (ε) mal-kostanti dielettrika tal-vakwu tagħha (ε₀):
εᵣ=ε/ε₀
Fost dawn, ε₀ hija l-kostanti dielettrika tal-vakwu, li hija bejn wieħed u ieħor8.854 × 10-12F / m (Farad / m).
Il-kostanti dielettrika relattiva (εᵣ) hija kwantità fiżika mingħajr dimensjoni . Il-εᵣ ta 'vakwu huwa 1, l-εᵣ ta' l-arja huwa bejn wieħed u ieħor 1 . 0006, u l-εᵣ ta 'materjali li jiżolaw huwa ġeneralment bejn 2-10 (bħal εᵣ ta' l-ETFE ta 'madwar 2.6).
(2) Formula għar-relazzjoni mal-kapaċitanza
Għal kapaċitaturi tal-pjanċa parallela, ir-relazzjoni bejn il-kapaċitanza (c) u l-kostanti dielettrika hija:C=εᵣ⋅ε₀⋅A/d
Fost dawn, A hija l-erja tal-pjanċa tal-elettrodu, u D hija d-distanza bejn il-pjanċi tal-elettrodi (ħxuna tal-materjal tal-insulazzjoni) .
Din il-formula tindika li taħt l-istess struttura, iktar tkun kbira l-kostanti u l-kapaċitanza dielettrika, iktar tkun b'saħħitha l-abbiltà tal-materjal li jaħżen il-piżijiet .
(3) Telf relatat: tanġent ta 'telf dielettriku (tan δ)
It-telf dielettriku huwa t-telf ta 'enerġija ta' materjali iżolanti minħabba istereżi ta 'polarizzazzjoni molekulari f'qasam elettriku . huwa komunement irrappreżentat mit-telf dielettriku tanġent (tan δ) u huwa relatat mal-kostanti dielettrika kif ġej:tanδ=ε / ε ′
Fost dawn, ε 'hija l-parti reali tal-kostanti dielettrika (li tirrappreżenta l-kapaċità tal-ħażna tal-enerġija), u ε' 'hija l-parti immaġinarja (li tirrappreżenta telf) .
Iktar ma jkun iżgħar il-kannella, iktar ikun żgħir it-telf ta 'insulazzjoni tal-materjal, u iktar tkun stabbli l-prestazzjoni elettrika (bħal ETFE's Tan δ ta' madwar 0 . 003, li tappartjeni għal materjali ta 'telf baxx).
2. Parametri ewlenin u relazzjonijiet ta 'konverżjoni ta' prestazzjoni ta 'insulazzjoni
Il-parametri tal-qalba tal-prestazzjoni tal-insulazzjoni jinkludu reżistenza għall-insulazzjoni, saħħa tat-tqassim, kostanti dielettrika, telf dielettriku, eċċ . Dawn il-parametri jirriflettu b'mod kollettiv l-abilità ta 'insulazzjoni u l-istabbiltà tal-materjali, u xi parametri jistgħu jiġu korrelati permezz ta' esperimenti jew formuli empiriċi .
(1) Reżistenza għall-insulazzjoni (rins)
Ir-reżistenza għall-insulazzjoni hija l-abbiltà ta 'materjal li jirreżisti t-tnixxija tal-kurrent, imkejjel fl-ohms (ω), u huwa relatat mar-reżistività tal-materjal (ρ) kif ġej:Rins=ρ⋅d/A
Fost dawn, ρ hija r-reżistività tal-volum (unità: ω · m), D hija l-ħxuna tal-insulazzjoni, u a hija l-erja tal-wiċċ konduttiva .
Tifsira tal-konverżjoni: iktar tkun għolja r-reżistività, iktar tkun għolja r-reżistenza għall-insulazzjoni, u aħjar tkun il-prestazzjoni tal-insulazzjoni tal-materjal (bħal ETFE, li r-reżistività tal-volum tagħha hija ġeneralment ikbar minn 10¹⁶ω · m, li tappartjeni għal materjali ta 'insulazzjoni għolja) .
(2) Qawwa tat-Tqassim (Eᵦ)
Is-saħħa tat-tqassim hija s-saħħa tal-kamp elettriku kritiku li fih materjal jista 'jiflaħ għal kamp elettriku mingħajr ma jinqasam, imkejjel f'kv / mm (kilovolts kull millimetru), u kkalkulat bl-użu tal-formula li ġejja:Eb=Ub/d
Fost dawn, Uᵦ hija l-vultaġġ tat-tqassim (kV), u D hija l-ħxuna tal-insulazzjoni (mm) .
Fis-saħħa tal-konverżjoni: iktar tkun għolja s-saħħa tat-tqassim, iktar tkun għolja l-vultaġġ li l-materjal jista 'jiflaħ fl-istess ħxuna (per eżempju, is-saħħa tat-tqassim ta' ETFE hija ta 'madwar 20-30 kv / mm, u saff ta' insulazzjoni rqiq ħafna huwa meħtieġ biex jissodisfa r-rekwiżiti ta '600V vultaġġ) {.
(3) Il-korrelazzjoni bejn il-kostanti dielettrika u t-telf tat-trasmissjoni tas-sinjal
Fit-trasmissjoni tas-sinjal ta 'frekwenza għolja, it-telf tas-sinjal () huwa relatat ma' kostanti dielettrika (εᵣ) u telf dielettriku (tan δ), u l-formula empirika hija: ∝f⋅√εr⋅tanδ
Fost dawn, F hija l-frekwenza tas-sinjal .
Sinifikat tal-konverżjoni: εᵣ baxx u kannella baxx jistgħu jnaqqsu b'mod sinifikanti t-telf ta 'sinjal ta' frekwenza għolja, u għalhekk materjali dielettriċi baxxi bħal ETFE huma adattati għal xenarji ta 'trasmissjoni ta' sinjali b'veloċità għolja (bħalma huma l-ajruspazju u t-tagħmir elettroniku ta 'preċiżjoni) .
3. Eżempju ta 'konverżjoni tal-prestazzjoni f'applikazzjonijiet prattiċi (tieħu UL AWM 10126 wajer bħala eżempju)
Wire UL AWM 10126 tadotta l-insulazzjoni ETFE (εᵣ≈2.6, tanδ≈0.003, tqassim ta 'saħħa huma25kv / mm), vultaġġ nominali ta' 600V, temperatura operattiva ta '150 grad, il-konverżjoni tal-prestazzjoni ta' l-insulazzjoni hija kif ġej:
(1) Verifika tal-Vultaġġ tat-Tqassim: Jekk il-ħxuna tal-insulazzjoni hija ta '0.1mm, il-vultaġġ tat-tqassim teoretikuUb=Eb⋅d =25 kv / mm × 0.1mm =2.5 kv, ferm ogħla mis-600V ratat, b'marġni ta 'sigurtà suffiċjenti .
(2) Stima ta 'telf ta' frekwenza għolja: Bi frekwenza ta '100MHz, it-telf tas-sinjal tiegħu huwa ħafna inqas minn dak ta' materjali dielettriċi għoljin (bħal PVC, b'temperatura ta 'εᵣ≈3 {. 5), li tagħmilha xierqa għat-trasmissjoni tas-sinjal f'apparat elettroniku ta' preċiżjoni.
(3) Konverżjoni tar-Reżistenza għall-Insulazzjoni: Jekk l-erja tal-wiċċ tal-konduttur hija 10cm², il-ħxuna tal-insulazzjoni hija ta '0.1mm, u l-ETFEρ≈10¹⁷Ω·m, allura r-reżistenza għall-insulazzjoniRins=1017×0.0001/0.001=1016Ω, il-kurrent ta 'tnixxija jista' jiġi injorat .
4. Sommarju
Il-kostanti dielettrika hija l-indikatur tal-qalba tal-kapaċità tal-ħażna tal-enerġija tal-materjali iżolanti, li hija direttament relatata mal-kapaċitanza u t-telf . kostanti dielettrika baxxa (bħal ETFE) hija adattata għal xenarji ta 'frekwenza għolja u telf baxx .
Il-konverżjoni tal-prestazzjoni tal-insulazzjoni tista 'tevalwa kwantitattivament l-applikabilità tal-materjali taħt kundizzjonijiet tax-xogħol differenti permezz ta' formuli relatati ma 'parametri bħal reżistenza, saħħa ta' tqassim, u telf (bħalWire UL AWM 10126, li huwa adattat għal konnessjonijiet elettriċi ta '600V fi spazji kompatti u ambjenti ta' temperatura għolja minħabba s-saħħa baxxa tagħha u ta 'tqassim għoli) .
Il-konverżjoni ta 'dawn il-parametri tipprovdi bażi xjentifika għall-għażla tal-wajer u d-disinn tal-insulazzjoni, li tiżgura l-ottimizzazzjoni tal-ispejjeż u l-ispazju waqt li tissodisfa r-rekwiżiti bħal vultaġġ u temperatura .
