1. 유전 상수의 기본 개념과 공식 (ε)
유전 상수는 전기장에 전하를 저장하기위한 유전체의 능력을 특징 짓는 물리적 수량이며, 유출 성이라고도하는 전기장에 전하를 저장하고, 절연 재료의 전기적 특성을 측정하기위한 핵심 매개 변수 중 하나입니다 . . . . {{0}. 간섭 .
(1) 유전 상수의 정의 공식
유전 상수 (상대 유전 상수, εᵣ)는 재료의 유전 상수 (ε) 대 진공 유전 상수 (ε₀)의 비율입니다.
εᵣ=ε/ε₀
그중 ε₀는 진공 유전 상수이며, 이는 대략8.854 × 10-12f/m (Farad/m).
상대 유전 상수 (εᵣ)는 치수가없는 물리 수량 . 진공의 εᵣ는 1이고, 공기의 εᵣ는 대략 1 . 0006이고, 단열 재료의 εf는 일반적으로 2-10 (2.6에 관한 etfe의 εf) 사이에 있습니다.
(2) 커패시턴스와의 관계를위한 공식
평행 플레이트 커패시터의 경우 커패시턴스 (C)와 유전 상수 사이의 관계는 다음과 같습니다.C=εᵣ⋅ε₀⋅A/d
그중에는 전극 플레이트의 면적이 있고 D는 전극 플레이트 (절연 재료 두께) . 사이의 거리입니다.
이 공식은 동일한 구조 하에서 유전 상수 및 커패시턴스가 클수록 재료의 전하를 저장하는 능력이 강력하다는 것을 나타냅니다. ..
(3) 손실 관련 : 유전 손실 탄젠트 (Tan δ)
유전체 손실은 전기장에서 분자 분극 히스테리시스로 인한 절연 재료의 에너지 손실 . 이는 일반적으로 유전 손실 탄젠트 (tan δ)로 표시되며 다음과 같은 유전 상수와 관련이 있습니다.tanΔ=ε/ε '
그중 ε '는 유전 상수의 실제 부분 (에너지 저장 용량을 나타냅니다), ε' '는 가상의 부분 (손실을 나타냄) .입니다.
tan δ가 작을수록 재료의 단열 손실이 작을수록 전기 성능 (예 : 약 0 . 003, 이는 저 손실 재료에 속하는 ETFE의 TAN δ)이 더 안정적입니다.
2. 주요 매개 변수 및 단열 성능의 변환 관계
절연 성능의 핵심 매개 변수에는 단열성 저항, 파괴 강도, 유전 상수, 유전체 손실 등이 포함됩니다. .이 매개 변수는 재료의 단열 능력과 안정성을 집합 적으로 반영하며, 일부 매개 변수는 실험 또는 경험적 공식을 통해 상관 관계가있을 수 있습니다 ({1}}.
(1) 단열성 저항 (r안내)
단열성 저항은 재료가 OHM (ω)으로 측정 한 전류 누출에 저항하는 능력이며 다음과 같이 재료의 저항 (ρ)과 관련이 있습니다.R안내=ρ⋅d/A
그중 ρ는 부피 저항성 (단위 : ω · m), d는 절연 두께이고, a는 전도성 표면적 .입니다.
전환 의미 : 저항력이 높을수록 절연 저항이 높을수록 재료의 단열성 성능 (예 : 부피 저항력이 일반적으로 10Ω Ω · m보다 큰 ETFE 등) .
(2) 고장 강도 (eᵦ)
파괴 강도는 재료가 분해되지 않고 전기장을 견딜 수있는 임계 전기장 강도입니다.Eb=Ub/d
그중에는 u the가 분해 전압 (kv)이고 d는 절연 두께 (mm) .입니다.
전환 의미 : 고장 강도가 높을수록 재료가 동일한 두께로 견딜 수있는 전압이 높을수록 (예 : ETFE의 파괴 강도는 약 20-30 kv/mm이며, 600V 전압에서 요구 사항을 충족하기 위해서는 매우 얇은 절연 계층 만 필요합니다) ..
(3) 유전 상수와 신호 전송 손실 사이의 상관 관계
고주파 신호 전송에서, 신호 손실 ()은 유전 상수 (εᵣ) 및 유전체 손실 (TAN δ)과 관련이 있으며, 경험적 공식은 다음과 같습니다. ∝f⋅√εr⋅tanΔ
그중 F는 신호 주파수 .입니다.
전환의 중요성 : 낮은 εᵣ 및 낮은 TAN δ는 고주파 신호 손실을 크게 감소시킬 수 있으므로 ETFE와 같은 낮은 유전체 재료는 고속 신호 전송 시나리오 (항공 우주 및 정밀 전자 장비) .에 적합합니다.
3. 실제 애플리케이션에서의 성능 변환 예 (UL AWM 10126 와이어를 예로 들어)
UL AWM 10126 와이어 ETFE 단열 (εᵣ≈2.6, tanΔ≈0.003, 파괴 강도 25kV/mm), 정격 전압 600V, 작동 온도 150도를 채택하면 절연 성능 변환은 다음과 같습니다.
(1) 파괴 전압 검증 : 절연 두께가 0.1mm 인 경우 이론적 분해 전압Ub=Eb⋅d =25 kv/mm × 0.1mm =2.5 kv, 충분한 안전 마진이있는 정격 600V보다 훨씬 높습니다 .
(2) 고주파 손실 추정 : 100MHz의 주파수에서 신호 손실은 높은 유전체 재료 (예 : εᵣ ≈3 . 5)의 신호 손실보다 훨씬 낮으므로 정밀 전자 장치에서 신호 전송에 적합합니다.
(3) 단열성 저항 전환 : 도체의 표면적이 10cm² 인 경우 절연 두께는 0.1mm이고 ETFE의ρ≈10¹⁷Ω·m그런 다음 절연 저항R안내=1017×0.0001/0.001=1016Ω, 누설 전류는 무시할 수 있습니다 .
4. 요약
유전 상수는 절연 재료의 에너지 저장 용량의 핵심 지표이며, 커패시턴스 및 손실과 직접 관련이있는 . 저 유전 상수 (예 : ETFE)는 고주파 및 낮은 손실 시나리오 .에 적합합니다.
단열 성능의 전환은 저항, 파괴 강도 및 손실과 같은 매개 변수와 관련된 공식을 통해 다른 작업 조건 하에서 재료의 적용 가능성을 정량적으로 평가할 수 있습니다 (예 :UL AWM 10126 와이어낮은 εᵣ 및 높은 파괴 강도로 인해 소형 공간과 고온 환경에서 600V 전기 연결에 적합) .
이 매개 변수의 변환은 와이어 선택 및 단열 설계에 대한 과학적 기초를 제공하여 전압 및 온도 .과 같은 요구 사항을 충족하는 동안 비용 및 공간 최적화를 보장합니다.
