Cysyniadau a Fformwlâu Abasig Cyson dielectrig (ε)
Mae cysonyn dielectrig yn swm corfforol sy'n nodweddu gallu dielectrig i storio taliadau mewn maes trydan, a elwir hefyd yn ganiatâd, ac mae'n un o'r paramedrau craidd ar gyfer mesur priodweddau trydanol deunyddiau inswleiddio. Po fwyaf yw ei werth, y cryfaf yw'r gallu deunydd i storio taliadau, ond fel arfer mae deunyddiau inswleiddio yn tueddu i fod â chysonyn dielectrig isel i leihau colli ac ymyrraeth signal.
(1) Fformiwla Diffiniad o gysonyn dielectrig
Y cyson dielectrig (cyson dielectrig cymharol, εᵣ) yw cymhareb cyson dielectrig deunydd (ε) i'w gysonyn dielectrig gwactod (ε₀):
εᵣ=ε/ε₀
Yn eu plith, ε₀ yw'r cyson dielectrig gwactod, sydd oddeutu8.854 × 10-12F/m (farad/m).
Mae'r cyson dielectrig cymharol (εᵣ) yn swm corfforol dimensiwn. Y εᵣ o wactod yw 1, mae'r εᵣ o aer oddeutu 1.0006, ac mae'r εᵣ o ddeunyddiau inswleiddio fel arfer rhwng 2-10 (fel εᵣ ETFE o tua 2.6).
(2) Fformiwla ar gyfer y berthynas â chynhwysedd
Ar gyfer cynwysyddion plât cyfochrog, y berthynas rhwng cynhwysedd (c) a chyson dielectrig yw:C=εᵣ⋅ε₀⋅A/d
Yn eu plith, A yw arwynebedd y plât electrod, ac D yw'r pellter rhwng y platiau electrod (trwch deunydd inswleiddio).
Mae'r fformiwla hon yn dangos, o dan yr un strwythur, y mwyaf yw'r cysonyn dielectrig a chynhwysedd, y cryfaf yw'r gallu deunydd i storio taliadau.
(3) Cysylltiedig â Cholled: Tangent colled dielectrig (tan δ)
Colled dielectrig yw colli ynni deunyddiau inswleiddio oherwydd hysteresis polareiddio moleciwlaidd mewn maes trydan. Fe'i cynrychiolir yn gyffredin gan y tangiad colli dielectrig (tan δ) ac mae'n gysylltiedig â'r cyson dielectrig fel a ganlyn:tanΔ=ε/ε ′
Yn eu plith, ε 'yw rhan go iawn y cysonyn dielectrig (sy'n cynrychioli capasiti storio ynni), ac ε' 'yw'r rhan ddychmygol (sy'n cynrychioli colled).
Y lleiaf yw'r tan δ, y lleiaf yw colli inswleiddio'r deunydd, a'r mwyaf sefydlog yw'r perfformiad trydanol (fel tan δ ETFE δ o tua 0. 003, sy'n perthyn i ddeunyddiau colled isel).
2.Key Paramedrau a Throsi Perthynas Perfformiad Inswleiddio
Mae paramedrau craidd perfformiad inswleiddio yn cynnwys ymwrthedd inswleiddio, cryfder chwalu, cyson dielectrig, colli dielectrig, ac ati. Mae'r paramedrau hyn gyda'i gilydd yn adlewyrchu gallu inswleiddio a sefydlogrwydd deunyddiau, a gellir cydberthyn rhai paramedrau trwy arbrofion neu fformwlâu empirig.
(1) ymwrthedd inswleiddio (rins)
Gwrthiant inswleiddio yw gallu deunydd i wrthsefyll gollyngiadau cyfredol, wedi'i fesur yn ohms (ω), ac mae'n gysylltiedig â gwrthedd y deunydd (ρ) fel a ganlyn:Rins=ρ⋅d/A
Yn eu plith, ρ yw'r gwrthiant cyfaint (uned: ω · m), D yw'r trwch inswleiddio, ac A yw'r arwynebedd dargludol.
Ystyr trosi: po uchaf yw'r gwrthiant, yr uchaf yw'r gwrthiant inswleiddio, a pho orau yw perfformiad inswleiddio'r deunydd (fel ETFE, y mae ei wrthiant cyfaint fel arfer yn fwy na 10¹⁶ω · m, yn perthyn i ddeunyddiau inswleiddio uchel).
(2) Cryfder Dadansoddiad (Eᵦ)
Cryfder y dadansoddiad yw'r cryfder maes trydan critigol lle gall deunydd wrthsefyll cae trydan heb gael ei ddadelfennu, ei fesur mewn kv/mm (cilofoltiau fesul milimetr), a'i gyfrifo gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:Eb=Ub/d
Yn eu plith, Uᵦ yw'r foltedd chwalu (kV), a D yw'r trwch inswleiddio (mm).
Ystyr trosi: po uchaf yw'r cryfder chwalu, yr uchaf yw'r foltedd y gall y deunydd ei wrthsefyll ar yr un trwch (er enghraifft, mae cryfder chwalu ETFE tua 20-30 kv/mm, a dim ond haen inswleiddio denau iawn sydd ei angen i fodloni'r gofynion ar foltedd 600V).
(3) Y gydberthynas rhwng colli cyson dielectrig a throsglwyddo signal
Mewn trosglwyddiad signal amledd uchel, mae colli signal () yn gysylltiedig â chyson dielectrig (εᵣ) a cholled dielectrig (TAN δ), a'r fformiwla empirig yw: ∝f⋅√εr⋅tanδ
Yn eu plith, F yw amledd y signal.
Arwyddocâd trosi: Gall εᵣ isel a than isel δ leihau colli signal amledd uchel yn sylweddol, felly mae deunyddiau dielectrig isel fel ETFE yn addas ar gyfer senarios trosglwyddo signal cyflym (megis awyrofod ac offer electronig manwl gywir).
3.Example o drosi perfformiad mewn cymwysiadau ymarferol (cymryd UL AWM 10126 WIRE fel enghraifft)
Ul AWM 10126 Gwifren Yn mabwysiadu inswleiddio ETFE (εᵣ≈2.6, tanΔ≈ 0. 003, cryfder chwalu≈25kv/mm), foltedd graddedig 600V, tymheredd gweithredu o 150 gradd, mae'r trosi perfformiad inswleiddio fel a ganlyn:
(1) Gwirio Foltedd Dadansoddiad: Os yw'r trwch inswleiddio yn 0. 1mm, y foltedd chwalu damcaniaetholUb=Eb⋅d {{{0}} kv/mm × 0.1mm =2. 5kv, llawer uwch na'r 600V sydd â sgôr, gyda digon o ymyl diogelwch.
(2) Amcangyfrif Colli Amledd Uchel: Ar amledd o 100MHz, mae ei golled signal yn llawer is nag amcangyfrif deunyddiau dielectrig uchel (fel PVC, gyda εᵣ≈3.5), sy'n ei gwneud yn addas ar gyfer trosglwyddo signal mewn dyfeisiau electronig manwl.
(3) Trosi Gwrthiant Inswleiddio: Os yw arwynebedd yr arweinydd yn 1 0 cm², trwch yr inswleiddio yw 0.1mm, a'r ETFE'sρ≈10¹⁷Ω·m, yna'r gwrthiant inswleiddioRins=1017×0.0001/0.001=1016Ω, gellir anwybyddu'r cerrynt gollyngiadau.
4.Summary
Y cysonyn dielectrig yw dangosydd craidd gallu storio ynni deunyddiau inswleiddio, sy'n uniongyrchol gysylltiedig â chynhwysedd a cholled. Mae cysonyn dielectrig isel (fel ETFE) yn addas ar gyfer senarios amledd uchel a cholled isel.
Gall trosi perfformiad inswleiddio werthuso cymhwysedd deunyddiau yn feintiol o dan wahanol amodau gwaith trwy fformwlâu sy'n gysylltiedig â pharamedrau megis gwrthiant, cryfder chwalu, a cholled (felUl AWM 10126 Gwifren, sy'n addas ar gyfer cysylltiadau trydanol 600V mewn lleoedd cryno ac amgylcheddau tymheredd uchel oherwydd ei gryfder εᵣ isel a'i gryfder chwalu uchel).
Mae trosi'r paramedrau hyn yn darparu sylfaen wyddonol ar gyfer dewis gwifren a dyluniad inswleiddio, gan sicrhau optimeiddio cost a gofod wrth fodloni gofynion fel foltedd a thymheredd.
