1. grundlegende Konzepte und Formeln der Dielektrizitätskonstante (ε)
Die Dielektrizitätskonstante ist eine physikalische Menge, die die Fähigkeit eines Dielektrikums charakterisiert, Ladungen in einem elektrischen Feld zu speichern, das auch als Permittivität bezeichnet wird, und ist einer der Kernparameter für die Messung der elektrischen Eigenschaften von Isoliermaterialien {. desto größer sein Wert sein Wert, desto stärker die Fähigkeit des Materialiens, Ladungsladungen zu speichern.
(1) Definitionsformel der Dielektrizitätskonstante
Die dielektrische Konstante (relative Dielektrizitätskonstante εᵣ) ist das Verhältnis der Dielektrizitätskonstante eines Materials zu seiner Vakuumdielektrizitätskonstante (ε₀):
εᵣ=ε/ε₀
Unter ihnen ist ε₀ die Vakuumdielektrizitätskonstante, die ungefähr ist8.854 × 10-12F/m (farad/m).
Die relative Dielektrizitätskonstante (εᵣ) ist eine dimensionslose physikalische Menge . Das εᵣ des Vakuums ist 1, die εᵣ von Luft ist ungefähr 1 . 0006, und das εᵣ von Isoliermaterialien liegt normalerweise zwischen 2-10 (wie ETFEs εᵣ von ungefähr 2.6).
(2) Formel für die Beziehung zur Kapazität
Bei Parallelplattenkondensatoren beträgt die Beziehung zwischen Kapazität (c) und dielektrischer Konstante:C=εᵣ⋅ε₀⋅A/d
Unter ihnen ist A der Bereich der Elektrodenplatte, und D ist der Abstand zwischen den Elektrodenplatten (Isolationsmaterialdicke) .}
Diese Formel zeigt an, dass unter derselben Struktur, je größer die dielektrische Konstante und Kapazität, desto stärker die Fähigkeit des Materials, Gebühren zu speichern .
(3) Verluste verwandte: Dielektrische Tangente (Tan δ)
Dielektrischer Verlust ist der Energieverlust von Isoliermaterialien aufgrund der molekularen Polarisation Hysterese in einem elektrischen Feld .. Es wird üblicherweise durch den dielektrischen Verlust -Tangenten (Tan δ) dargestellt und hängt mit der Dielektrizitätskonstante wie folgt zusammen:tan & Dgr;=ε/ε '
Unter ihnen ist ε 'der eigentliche Teil der Dielektrizitätskonstante (darstellen Energiespeicherkapazität), und ε' 'ist der imaginäre Teil (darstellen Verlust) .
Je kleiner das tan δ ist, desto kleiner ist der Isolationsverlust des Materials und desto stabiler die elektrische Leistung (z.
2. Schlüsselparameter und Konvertierungsbeziehungen der Isolationsleistung
Zu den Kernparametern der Isolationsleistung gehören Isolationswiderstand, Breakdown -Festigkeit, dielektrische Konstante, dielektrischer Verlust usw. . Diese Parameter spiegeln gemeinsam die Isolationsfähigkeit und Stabilität von Materialien wider, und einige Parameter können durch Experimente oder empirische Formeln . korreliert werden, die {}}} korreliert werden können, .}
(1) Isolationsresistenz (rIns)
Der Isolationswiderstand ist die Fähigkeit eines Materials, dem gegen Ohm ms (ω) gemessenen Stromverlust zu widerstehen, und hängt wie folgt mit dem Widerstand des Materials (ρ) zusammen:RIns=ρ⋅d/A
Unter ihnen ist ρ der Volumenwiderstand (Einheit: ω · m), D ist die Isolationsdicke, und A ist die leitende Oberfläche .
Umwandlung Bedeutung: Je höher der Widerstand, desto höher der Isolationswiderstand und desto besser die Isolationsleistung des Materials (wie ETFE, dessen Volumenwiderstand normalerweise größer als 10¹⁶ω · m ist und zu hohen Isolationsmaterialien gehört) .
(2) Breakdown -Stärke (Eᵦ)
Die Breakdown -Festigkeit ist die kritische elektrische Feldstärke, bei der ein Material einem elektrischen Feld standhalten kann, ohne abgebaut zu werden, gemessen in KV/mm (Kilovolt pro Millimeter) und unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:Eb=Ub/d
Unter ihnen ist uᵦ die Breakdown -Spannung (KV) und D ist die Isolationsdicke (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) die Korrelation zwischen Dielektrizitätskonstante und Signalübertragungsverlust
Bei der Übertragung von Hochfrequenzsignalen steht der Signalverlust () mit der Dielektrizitätskonstante (εᵣ) und dem Dielektrischen Verlust (Tan δ) zusammen, und die empirische Formel lautet: ∝f⋅√εr≤ tanδ
Unter ihnen ist F die Signalfrequenz .
Umwandlungsbedingung: Niedriger εᵣ und niedriges Tan δ können den Verlust des Hochfrequenzsignals signifikant reduzieren, so
3. Beispiel für die Leistungsumwandlung in praktischen Anwendungen (UL AWM 10126 Draht als Beispiel)
Ul AWM 10126 Draht Übernimmt die ETFE -Isolierung (εᵣ ~ 2,6, tan & Dgr; ≈0,003, Breakdown -Stärke 25 kV/mm), Nennspannung von 600 V, Betriebstemperatur von 150 Grad, die Umwandlung der Isolationsleistung ist wie folgt:
(1) Überprüfung der Breakdown -Spannung: Wenn die Isolationsdicke 0,1 mm beträgt, ist die theoretische Breakdown -SpannungUb=Eb≤D =25 kv/mm × 0,1 mm =2.5 kv, weit höher als der Nennwert von 600 V, mit ausreichender Sicherheitsrand .
.
(3) Umwandlung des Isolationsresistenz: Wenn die Oberfläche des Leiters 10 cm² beträgt, beträgt die Isolationsdicke 0,1 mm und die ETFE'sρ≈10¹⁷Ω·mdann der IsolationsresistenzRIns=1017×0.0001/0.001=1016ΩDer Leckstrom kann ignoriert werden .
4. Zusammenfassung
Die Dielektrizitätskonstante ist der Kernindikator für die Energiespeicherkapazität von Isoliermaterial
Die Umwandlung der Isolierleistung kann die Anwendbarkeit von MaterialUl AWM 10126 Draht, die für 600-V-Anschlüsse in kompakten Räumen und Hochtemperaturumgebungen aufgrund seiner niedrigen εᵣ- und hohen Breakdown-Festigkeit geeignet ist) .
Die Umwandlung dieser Parameter bietet eine wissenschaftliche Grundlage für die Auswahl der Drahtauswahl und für die Isolationsdesign, um die Kosten- und Platzoptimierung zu gewährleisten, während die Anforderungen wie Spannung und Temperatur . erfüllt werden.
