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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA materiales aislantes eléctricos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Electricidad para principiantes. Los materiales aislantes eléctricos, o dieléctricos, son aquellos materiales que se utilizan para proporcionar aislamiento, es decir, para evitar la fuga de corriente eléctrica entre partes conductoras que se encuentran bajo diferentes potenciales eléctricos. Los dieléctricos tienen una resistencia eléctrica muy alta. Según su composición química, los dieléctricos se dividen en orgánicos e inorgánicos. El elemento principal en las moléculas de todos los dieléctricos orgánicos es el carbono. No hay carbono en los dieléctricos inorgánicos. Los dieléctricos inorgánicos (mica, cerámica, etc.) tienen la mayor resistencia al calor. Según el método de producción, se distingue entre dieléctricos naturales (naturales) y sintéticos. Los dieléctricos sintéticos se pueden crear con un conjunto determinado de propiedades eléctricas y fisicoquímicas, razón por la cual se utilizan ampliamente en ingeniería eléctrica. Según la estructura de las moléculas, los dieléctricos se dividen en no polares (neutros) y polares. Los dieléctricos neutros consisten en átomos y moléculas eléctricamente neutros, que no poseen propiedades eléctricas antes de ser expuestos a un campo eléctrico. Los dieléctricos neutros son: polietileno, fluoroplástico-4, etc. Entre los neutros se distinguen los dieléctricos cristalinos iónicos (mica, cuarzo, etc.), en los que cada par de iones constituye una partícula eléctricamente neutra. Los iones se encuentran en los sitios de la red cristalina. Cada ion está en movimiento térmico vibratorio cerca del centro de equilibrio: un nodo de la red cristalina. Los dieléctricos polares o dipolares consisten en moléculas dipolares polares. Estos últimos, debido a la asimetría de su estructura, tienen un momento eléctrico inicial incluso antes de la influencia de la fuerza del campo eléctrico sobre ellos. Los dieléctricos polares incluyen baquelita, cloruro de polivinilo, etc. En comparación con los dieléctricos neutros, los dieléctricos polares tienen constantes dieléctricas más altas, así como una conductividad ligeramente mayor. Según su estado de agregación, los dieléctricos son gaseosos, líquidos y sólidos. El más grande es el grupo de dieléctricos sólidos. Las propiedades eléctricas de los materiales aislantes eléctricos se evalúan mediante cantidades llamadas características eléctricas. Estos incluyen: resistividad de volumen, resistividad de superficie, constante dieléctrica, coeficiente de temperatura de la constante dieléctrica, tangente de pérdida dieléctrica y rigidez dieléctrica del material. La resistividad volumétrica específica es un valor que permite estimar la resistencia eléctrica de un material cuando fluye corriente continua a través de él. El recíproco de la resistividad del volumen se llama conductividad del volumen. La resistencia superficial específica es un valor que permite estimar la resistencia eléctrica de un material cuando la corriente directa fluye a través de su superficie entre los electrodos. El recíproco de la resistencia superficial específica se llama conductividad superficial específica. El coeficiente de temperatura de la resistividad eléctrica es un valor que determina el cambio en la resistividad de un material con un cambio en su temperatura. Al aumentar la temperatura, la resistencia eléctrica de todos los dieléctricos disminuye; por lo tanto, su coeficiente de resistividad de temperatura tiene un signo negativo. La constante dieléctrica es un valor que nos permite evaluar la capacidad de un material para crear capacitancia eléctrica. La constante dieléctrica relativa se incluye en el valor de la constante dieléctrica absoluta. El coeficiente de temperatura de la constante dieléctrica es un valor que permite evaluar la naturaleza del cambio de la constante dieléctrica y, por tanto, la capacitancia de aislamiento, con un cambio de temperatura. La tangente de pérdida dieléctrica es un valor que determina las pérdidas de potencia en un dieléctrico que opera en voltaje alterno. La rigidez eléctrica es un valor que nos permite evaluar la capacidad de un dieléctrico para resistir la destrucción por tensión eléctrica. La resistencia mecánica del aislamiento eléctrico y otros materiales se evalúa utilizando las siguientes características: resistencia a la tracción del material, alargamiento a la tracción, resistencia a la compresión del material, resistencia a la flexión estática del material, resistencia al impacto específico, resistencia a la rotura. Las características fisicoquímicas de los dieléctricos incluyen: índice de acidez, viscosidad, absorción de agua. El índice de acidez es la cantidad de miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar los ácidos libres contenidos en 1 g de dieléctrico. El índice de acidez se determina para dieléctricos líquidos, compuestos y barnices. Este valor nos permite estimar la cantidad de ácidos libres en el dieléctrico y, por tanto, el grado de su efecto sobre los materiales orgánicos. La presencia de ácidos libres perjudica las propiedades de aislamiento eléctrico de los dieléctricos. La viscosidad, o coeficiente de fricción interna, permite evaluar la fluidez de los líquidos aislantes eléctricos (aceites, barnices, etc.). La viscosidad puede ser cinemática o condicional. La absorción de agua es la cantidad de agua absorbida por un dieléctrico después de haber estado en agua destilada durante 20 horas a una temperatura de XNUMX° C o más. La cantidad de absorción de agua indica la porosidad del material y la presencia de sustancias solubles en agua en él. A medida que aumenta este indicador, las propiedades de aislamiento eléctrico de los dieléctricos se deterioran. Las características térmicas de los dieléctricos incluyen: punto de fusión, punto de reblandecimiento, punto de gota, punto de inflamación del vapor, resistencia al calor de los plásticos, termoelasticidad (resistencia al calor) de barnices, resistencia al calor, resistencia a las heladas, resistencia tropical. Los materiales aislantes eléctricos en forma de película fabricados a partir de polímeros se utilizan ampliamente en la ingeniería eléctrica. Estos incluyen películas y cintas. Las películas se producen con un espesor de 5 a 250 micrones y las cintas, de 0,2 a 3,0 mm. Las películas y cintas con alto contenido de polímeros se caracterizan por una gran flexibilidad, resistencia mecánica y buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Las películas de poliestireno se producen con un espesor de 20 a 100 micras y un ancho de 8 a 250 mm. El espesor de las películas de polietileno suele ser de 30 a 200 micrones y el ancho de 230 a 1500 mm. Las películas de fluoroplástico-4 se fabrican con un espesor de 5 a 40 micrones y un ancho de 10 a 200 mm. A partir de este material también se producen películas orientadas y no orientadas. Las películas fluoroplásticas orientadas tienen las más altas características mecánicas y eléctricas. Las películas de tereftalato de polietileno (lavsan) se producen con un espesor de 25 a 100 micrones y un ancho de 50 a 650 mm. Las películas de PVC están hechas de plástico vinílico y cloruro de polivinilo plastificado. Las películas de plástico vinílico tienen mayor resistencia mecánica, pero menos flexibilidad. Las películas de plástico vinílico tienen un espesor de 100 micrones o más, y las películas de cloruro de polivinilo plastificado tienen un espesor de 20 a 200 micrones. Las películas de triacetato de celulosa (triacetato) se fabrican sin plastificar (rígidas), teñidas de azul, ligeramente plastificadas (incoloras) y plastificadas (teñidas de azul). Estos últimos tienen una flexibilidad significativa. Las películas de triacetato se producen en espesores de 25, 40 y 70 micrones y un ancho de 500 mm. El cartón film-eléctrico es un material aislante eléctrico flexible compuesto por cartón aislante recubierto por una cara con una película Mylar. La película de electrocartón sobre película de lavsan tiene un espesor de 0,27 y 0,32 mm. Se produce en rollos de 500 mm de ancho. El cartón film-amianto es un material aislante eléctrico flexible formado por una película de Mylar de 50 micras de espesor, recubierta por ambas caras con papel de amianto de 0,12 mm de espesor. El cartón de película de amianto se produce en láminas de 400 x 400 mm (no menos) con un espesor de 0,3 mm. Autor: Smirnova L.N. Leer más sobre diversos materiales eléctricos
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