UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y APLICADAS INGENIERÍA ELECTRICA ALTO VOLTAJE DEBER Nº: 2 TITULO: Características de los materiales aislantes. FECHA DE ENVÍO: miércoles 10 de abril del 2013 FECHA DE ENTREGA: lunes 15 de abril de 2013 NOMBRE: Cristian Flores 1. Definir las características dieléctricas y que debe tener para que sea un buen material aislante. La resistividad es la resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m) en donde:
R es la resistencia en ohms, S la sección transversal en m² y l la longitud en m. Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. La permitividad (o impropiamente constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio. La permitividad del vacío : es -12 8,8541878176x10 F/m. La permitividad está determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicación de un campo eléctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. La tangente de pérdidas: Es una magnitud adimensional que refleja las pérdidas de energía en un dieléctrico. Esta interpretación es sencilla debido a que únicamente en el caso de que sea nula la tangente de pérdidas también se anula. La tangente de pérdidas permanece prácticamente constante con la temperatura, admitiendo un ajuste a una recta paralela al eje de las temperaturas. Rigidez dieléctrica, Entendemos por rigidez dieléctrica o rigidez electrostática el valor límite de la intensidad del campo eléctrico en el cual un material pierde su propiedad aislante y pasa a ser conductor. Se mide en voltios por metro V/m (en el SI). SI). También podemos definirla como la máxima tensión que puede soportar un aislante sin perforarse. A esta tensión se la denomina tensión de rotura de un dieléctrico.
Un buen material aislante debe poseer las siguientes características: Muy alta resistencia de aislamiento Alta rigidez dieléctrica Baja expansión térmica No inflamable cuando se expone a arcos eléctricos Resistente a aceites y líquidos, vapores, ácidos y alcalinos No debe tener efectos deteriorantes con el material con el que entra en contacto Buena conductividad térmica Alta resistencia mecánica Alta resistencia térmica Debe ser resistente al deterioro térmico y químico Debe ser resistente a la absorción de humedad 2. En una tabla poner, 20 materiales aislantes con los valores respectivos. #
MATERIAL AISLANTE
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ámbar Baquelita Ferrita Vidrio Mica Alcohol etílico Óxido de aluminio Papel Plexiglás Polietileno Polipropileno Poliestireno Porcelana Piranol Cuarzo Hule Sílice Esteatita Teflón Agua destilada
RESISTIVIDAD PERMITIVIDAD TANGENTE RIGIDEZ [Ω/cm] [F/m] DE DIELÉCTRICA PERDIDAS [Kv/mm] 10^24 2,7 0,002 24 10 ^16 4,74 0,022 17 ^ 21 10^17 12,4 0,00025 16 10^23 4a7 0,002 8 10^17 5,4 0,0006 40 ^ 60 10^8 25 0,1 24 10^12 8,8 0,0006 4 10^26 3 0,008 4.2 10^18 3,45 0,03 16 10^11 2,26 0,0002 40 10^16 2,25 0,0003 20 ^ 40 10^18 2,56 0,00005 6 10^20 6 0,014 30 ^ 35 10^10 4,4 0,0005 35 10^19 3,8 0,00075 50 10^16 2,5 a 3 0,002 70 10^4 3,8 0,00075 25 10^19 5,8 0,003 18 10^13 2,1 0,0003 70 10^11 80 0,04 60
Conclusiones -
Existen diversos tipos de dieléctricos, cada uno de ellos ofrece un determinado nivel de aislamiento debido a su estructura atómica, la cual define las propiedades del material.
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Todo material conduce cierta cantidad de electricidad, unos en una mayor cantidad que otra los que ofrecen buena conductividad se los llama conductores.
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Las propiedades de los materiales aislantes pueden verse afectados por variables como la temperatura, humedad, presión, etc. Por ello se debe estudiar su uso en el área de aplicación.
Bibliografía Ciencia e Ingeniería de los materiales, Donald R. Askeland, 3 Edición, Editorial Thompson. 1998. Medidas eléctricas para ingenieros, Francisco Julián Chacón de Antonio, 2007, Página 324. Materiales compuestos, A. Miravete, Jesús Cuartero, Asociación Española de Materiales Compuestos, 2003, Página 20.
