介电强度
不幸的是,绝缘体在导电之前可以承受的电压是有限的。所有材料都有一个电压上限,称为击穿电压。一个很好的例子就是空气。它被认为是绝缘体,但在某些情况下它可以流动电流。这正是雷击期间发生的事情。在超过击穿场强后,空气被电离(电子从原子核中被撕开)并且它们在电场的影响下开始移动,产生电流。非常重要的是不要超过电容器的最大额定电压,以防止损坏甚至完全损坏。空气的介电强度约为每米3兆伏。相比之下,云母的介电强度约为120MV / m。
介电损耗
术语介电损耗是指如果向介电材料施加可变电压,则由介电材料制成的物体的加热所损失的能量。发生这些损耗是因为当材料改变极化时,微小的电子位移可以被认为是微小的交流电流。不同材料在不同频率下具有不同的损耗,并且在一些高频应用中必须考虑该特性。
介电材料在电容器中的应用
为了理解电介质对电容器的影响,让我们先快速回顾一下平行板电容器电容的已知公式:
其中C是电容,ε - [R是材料的相对介电常数,ε 0是真空的介电常数,A是板的面积,d是板之间的距离。很明显,εr越大,所得到的电容变得越大。例如,作为材料的空气具有大约1的相对介电常数,这意味着它就好像电容器板放置在真空中一样。另一方面,一些聚合物可以具有高达100,000的相对介电常数!使用这样的材料,可以以小得多的体积实现相同的电容,从而实现小型化的可能性。
现在让我们来看看介电强度。考虑一个空气电容器,电极之间的距离为0.1mm。空气的介电强度为每米3兆伏。这意味着在理想条件下,可应用于该示例电容器的最大电压为300伏。电容越小,最大允许电压越低。所有电容器的最大额定电压取决于所使用的材料,超过这些额定值可能会损坏或损坏电容器。
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