Los materiales dieléctricos son básicamente básicos y puros aislantes eléctricos. Aplicando un campo eléctrico sensible, el gases dieléctricos puede ser polarizado. El vacío, los sólidos, los líquidos y los gases pueden ser un material dieléctrico. A gas dieléctrico también es llamado como un gas aislante. Es un material dieléctrico en estado gaseoso que puede prevenir la descarga eléctrica. Aire seco, Hexafluoruro de azufre (SF6) etc. son los ejemplos de materiales dieléctricos gaseosos.
Los dieléctricos gaseosos no están prácticamente libres de partículas cargadas eléctricamente. Cuando un periférico campo eléctrico se aplica a un gas, se forman los electrones libres. Estos electrones libres son acelerados de cátodo a ánodo por la presión eléctrica que aplica una fuerza sobre ellos.
Cuando estos electrones alcanzan la energía adecuada para golpear los electrones del gas átomos o moléculas y después de eso, los electrones no son involucrados por las moléculas, y entonces la concentración de electrones comenzará a acumularse exponencialmente. Como resultado, se produce una ruptura. Unos pocos gases como el SF6 están fuertemente adheridos (los electrones están fuertemente adheridos a la molécula), algunos están débilmente adheridos para por ejemplo, el oxígeno y algunos no están en absoluto adheridos para por ejemplo, N2. Ejemplos de gases dieléctricos son el amoníaco, el aire, el dióxido de carbono, Hexafluoruro de azufre (SF6)…monóxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, etc. El contenido de humedad en los gases dieléctricos puede alterar las propiedades para ser un buen dieléctrico.
Desglose de gases
En realidad, es la caída en resistencia de los gases aislantes. Esto ocurrirá cuando la aplicación voltaje aumenta que el voltaje de ruptura (fuerza dieléctrica). Como resultado de esto, el gas comenzará a conducirse. Es decir, habrá un fuerte aumento de voltaje en una pequeña área del gas. Esta área de fuerte aumento de voltaje es la razón de la ionización parcial del gas cercano e inicia la conducción. Esto se hace intencionadamente en descargas de baja presión (en un precipitador electrostático o en luces fluorescentes).
La ley de Pascua se aproximaba al voltaje que causa la avería eléctrica (V = f(pd)). En realidad es una ecuación que explica el voltaje de ruptura como la función del producto de la presión y la longitud de la brecha. En que se obtiene una curva, esta se llama curva de Paschens. La curva de Paschens para el aire y el argón se representa en la figura 1.
Aquí, al disminuir la presión, el voltaje de ruptura también se reduce y luego aumenta gradualmente, lo que supera el valor original. A la presión estándar, el voltaje de ruptura se reduce con la longitud de la brecha hasta un punto.
Cuando la longitud de la brecha se reduce más allá de ese punto, entonces el voltaje de ruptura comienza a aumentar y supera su valor original. En condiciones de alta presión y mayor longitud de la brecha, el voltaje de ruptura es más o menos proporcional al producto de ambos. Esto es aproximadamente proporcional debido a los efectos de los electrodos (la irregularidad microscópica de los electrodos puede causar la ruptura). El voltaje de ruptura de gases dieléctricos también es aproximadamente proporcional a la densidad.
Mecanismo de avería
El mecanismo de desglose dependerá directamente de la naturaleza de la gases dieléctricos y la polaridad del electrodo en la que comienza la avería. Si la avería comienza en el cátodo, entonces el suministro de electrones iniciadores es por el propio electrodo. Entonces los electrones se acelerarán, se formarán numerosos electrones y esto resultará en una avería. Si la avería comienza en el ánodo, entonces el suministro de electrones iniciadores es por el propio gas. Por ejemplo, el aire y el SF6 gas. Una pequeña punta afilada en un gas también puede ser la razón de la ruptura de la brecha de gas. Esto ocurre como resultado de procesos de descomposición paso a paso. La formación de la corona (es decir. descarga de la corona) puede estar relacionado con esto. En realidad se trata de una corta liberación de energía (descarga) y resulta en canales de gas débilmente ionizados. Cuando el campo es demasiado alto, uno de estos canales conducirá.
Propiedades de los gases dieléctricos
Las propiedades preferidas de un excelente gas material dieléctrico son los siguientes
- La máxima fuerza dieléctrica.
- Una buena transferencia de calor.
- Incombustible.
- La ociosidad química contra el material de construcción utilizado.
- Inercia.
- No es venenosa para el medio ambiente.
- Pequeña temperatura de condensación.
- Alta constancia térmica.
- Adquirible a bajo costo
Aplicación de los gases dieléctricos
Se utiliza en TransformadorGuías de ondas de radar, Disyuntores…conmutadores, Conmutación de alto voltajeRefrigerantes. Normalmente se usan en aplicaciones de alto voltaje.
