유전정접(Dissipation Factor)
유전정접(Dissipation Factor, DF, tan δ)란?
유전정접(Dissipation Factor, DF 또는 tan δ)은 유전체(절연체)에서 전기에너지가 열로 손실되는 정도를 나타내는 값입니다.
교류 전압이 가해질 때 유전체에 저장되는 에너지에 대한 손실되는 에너지의 비율을 의미합니다.
쉽게 말해, 얼마나 많은 전력 손실이 발생하는지를 나타내는 지표입니다.
유전정접의 정의
유전정접(DF)은 **유전 손실각(tan δ, loss tangent)**이라고도 하며, 다음 공식으로 정의됩니다.
(유전율, Permittivity): 전기장을 저장하는 능력 (실수 성분)
ε'' (유전 손실율, Dielectric Loss): 전기에너지를 열로 변환하는 비율 (허수 성분)
δ (손실각, Loss Angle): 유전물질에서 저장된 에너지와 손실된 에너지 사이의 위상각
DF 값이 작을수록 에너지 손실이 적고, 절연 성능이 우수함.
주요 소재 유전정접
|
주요 소재의 유전정접 |
||
|
소재 |
유전정접 (tan δ, DF) |
특징 및 용도 |
|
공기(Air) |
≈ 0 |
거의 완벽한 절연체 |
|
폴리프로필렌(PP) |
0.0003 ~ 0.0005 |
커패시터 절연체, 저손실 특성 |
|
테프론(PTFE, Teflon) |
0.0002 ~ 0.0005 |
RF 회로, 고주파 절연체 |
|
폴리에틸렌(PE) |
0.0004 ~ 0.0005 |
전선 절연체 |
|
폴리스티렌(PS) |
0.0001 ~ 0.0003 |
고주파 응용 가능 |
|
폴리염화비닐(PVC) |
0.01 ~ 0.05 |
전선 피복, 중간 정도 손실 |
|
실리콘(Silicone) |
0.001 ~ 0.02 |
절연체 및 충격 흡수재 |
|
에폭시 수지(Epoxy Resin) |
0.02 ~ 0.05 |
PCB 기판, 반도체 패키징 |
|
유리(Glass) |
0.003 ~ 0.01 |
전자파 투과율 우수 |
|
세라믹(Ceramic) |
0.001 ~ 0.02 |
고전압 절연체, 커패시터 |
|
고무(Rubber) |
0.01 ~ 0.1 |
전기 절연 및 진동 흡수 |
|
콘크리트(Concrete) |
0.01 ~ 0.05 |
전파 차폐 성질 있음 |
유전정접(DF)에 영향을 주는 요인
- 주파수(Frequency)
고주파(수 MHz~GHz)에서는 유전 손실이 증가할 수 있음.
저주파(수 Hz~kHz)에서는 대부분 낮은 값 유지.
- 온도(Temperature)
대부분의 유전체는 온도가 증가하면 DF도 증가하여 전력 손실이 커짐.
예외적으로 PTFE(테플론)는 온도 변화에도 매우 안정적.
- 습도(Humidity)
수분이 많아질수록 DF 증가(전기 전도성이 커지기 때문).
나일론(Nylon)과 같은 흡습성 소재는 습도에 따라 DF가 급격히 증가.
- 재료의 밀도 및 구조
밀도가 높은 소재는 유전특성이 안정적인 경우가 많음.
다공성(구멍이 많은) 소재는 수분 흡수를 쉽게 하여 DF가 커질 수 있음.
