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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Materiais isolantes elétricos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Eletricidade para iniciantes Materiais isolantes elétricos, ou dielétricos, são aqueles materiais usados para fornecer isolamento, ou seja, para evitar o vazamento de corrente elétrica entre quaisquer partes condutoras que estejam sob diferentes potenciais elétricos. Os dielétricos têm resistência elétrica muito alta. Com base na sua composição química, os dielétricos são divididos em orgânicos e inorgânicos. O principal elemento nas moléculas de todos os dielétricos orgânicos é o carbono. Não há carbono em dielétricos inorgânicos. Os dielétricos inorgânicos (mica, cerâmica, etc.) têm a maior resistência ao calor. De acordo com o método de produção, é feita uma distinção entre dielétricos naturais (naturais) e sintéticos. Os dielétricos sintéticos podem ser criados com um determinado conjunto de propriedades elétricas e físico-químicas, razão pela qual são amplamente utilizados na engenharia elétrica. De acordo com a estrutura das moléculas, os dielétricos são divididos em não polares (neutro) e polares. Os dielétricos neutros consistem em átomos e moléculas eletricamente neutros, que não possuem propriedades elétricas antes de serem expostos a um campo elétrico. Os dielétricos neutros são: polietileno, fluoroplástico-4, etc. Entre os neutros, destacam-se os dielétricos cristalinos iônicos (mica, quartzo, etc.), nos quais cada par de íons constitui uma partícula eletricamente neutra. Os íons estão localizados nos locais da rede cristalina. Cada íon está em movimento térmico vibracional próximo ao centro de equilíbrio - um nó da rede cristalina. Os dielétricos polares ou dipolo consistem em moléculas dipolo polares. Estes últimos, devido à assimetria de sua estrutura, possuem um momento elétrico inicial antes mesmo da influência da força do campo elétrico sobre eles. Os dielétricos polares incluem baquelite, cloreto de polivinila, etc. Em comparação com os dielétricos neutros, os dielétricos polares têm constantes dielétricas mais altas, bem como uma condutividade ligeiramente aumentada. De acordo com o seu estado de agregação, os dielétricos são gasosos, líquidos e sólidos. O maior é o grupo de dielétricos sólidos. As propriedades elétricas dos materiais isolantes elétricos são avaliadas por meio de grandezas chamadas características elétricas. Estes incluem: resistividade de volume, resistividade de superfície, constante dielétrica, coeficiente de temperatura da constante dielétrica, tangente de perda dielétrica e rigidez dielétrica do material. A resistividade volumétrica específica é um valor que permite estimar a resistência elétrica de um material quando uma corrente contínua flui por ele. O recíproco da resistividade do volume é chamado de condutividade do volume. A resistência superficial específica é um valor que permite estimar a resistência elétrica de um material quando a corrente contínua flui através de sua superfície entre os eletrodos. O recíproco da resistência superficial específica é chamado de condutividade superficial específica. O coeficiente de temperatura da resistividade elétrica é um valor que determina a mudança na resistividade de um material com uma mudança em sua temperatura. Com o aumento da temperatura, a resistência elétrica de todos os dielétricos diminui; portanto, seu coeficiente de resistividade de temperatura tem um sinal negativo. A constante dielétrica é um valor que nos permite avaliar a capacidade de um material de criar capacitância elétrica. A constante dielétrica relativa está incluída no valor da constante dielétrica absoluta. O coeficiente de temperatura da constante dielétrica é um valor que permite avaliar a natureza da variação da constante dielétrica e, portanto, da capacitância de isolamento, com a variação da temperatura. A tangente de perda dielétrica é um valor que determina as perdas de potência em um dielétrico operando em tensão alternada. A rigidez elétrica é um valor que nos permite avaliar a capacidade de um dielétrico resistir à destruição por tensão elétrica. A resistência mecânica do isolante elétrico e de outros materiais é avaliada usando as seguintes características: resistência à tração do material, alongamento à tração, resistência à compressão do material, resistência à flexão estática do material, resistência ao impacto específica, resistência à divisão. As características físico-químicas dos dielétricos incluem: índice de acidez, viscosidade, absorção de água. O índice de acidez é o número de miligramas de hidróxido de potássio necessários para neutralizar os ácidos livres contidos em 1 g de dielétrico. O índice de acidez é determinado para dielétricos líquidos, compostos e vernizes. Este valor permite estimar a quantidade de ácidos livres no dielétrico e, portanto, o grau de seu efeito nos materiais orgânicos. A presença de ácidos livres prejudica as propriedades de isolamento elétrico dos dielétricos. A viscosidade, ou coeficiente de atrito interno, permite avaliar a fluidez dos líquidos isolantes elétricos (óleos, vernizes, etc.). A viscosidade pode ser cinemática ou condicional. A absorção de água é a quantidade de água absorvida por um dielétrico após ele ter permanecido em água destilada por 20 horas a uma temperatura de XNUMX° C ou superior. A quantidade de absorção de água indica a porosidade do material e a presença de substâncias solúveis em água nele. À medida que este indicador aumenta, as propriedades de isolamento elétrico dos dielétricos deterioram-se. As características térmicas dos dielétricos incluem: ponto de fusão, ponto de amolecimento, ponto de gota, ponto de fulgor do vapor, resistência ao calor dos plásticos, termoelasticidade (resistência ao calor) dos vernizes, resistência ao calor, resistência ao gelo, resistência tropical. Os materiais isolantes elétricos de filme feitos de polímeros são amplamente utilizados na engenharia elétrica. Isso inclui filmes e fitas. Os filmes são produzidos com espessura de 5-250 mícrons e fitas - 0,2-3,0 mm. Filmes e fitas de alto polímero são caracterizados por grande flexibilidade, resistência mecânica e boas propriedades de isolamento elétrico. Os filmes de poliestireno são produzidos com uma espessura de 20-100 mícrons e uma largura de 8-250 mm. A espessura dos filmes de polietileno é geralmente de 30 a 200 mícrons e a largura é de 230 a 1500 mm. Os filmes de fluoroplástico-4 são feitos com espessura de 5 a 40 mícrons e largura de 10 a 200 mm. Filmes não orientados e orientados também são produzidos a partir deste material. Os filmes fluoroplásticos orientados possuem as mais altas características mecânicas e elétricas. Os filmes de tereftalato de polietileno (lavsan) são produzidos com espessura de 25-100 mícrons e largura de 50-650 mm. Os filmes de PVC são feitos de plástico vinílico e cloreto de polivinila plastificado. Os filmes plásticos vinílicos apresentam maior resistência mecânica, mas menor flexibilidade. Os filmes plásticos de vinil têm espessura de 100 mícrons ou mais, e os filmes de cloreto de polivinila plastificados têm espessura de 20-200 mícrons. Os filmes de triacetato de celulose (triacetato) são fabricados não plastificados (rígidos), tingidos de azul, levemente plastificados (incolores) e plastificados (tingidos de azul). Estes últimos têm flexibilidade significativa. Os filmes de triacetato são produzidos em espessuras de 25, 40 e 70 mícrons e largura de 500 mm. O papelão filme-elétrico é um material isolante elétrico flexível que consiste em papelão isolante coberto em um dos lados com filme Mylar. Filme-eletropapelão sobre filme lavsan tem espessura de 0,27 e 0,32 mm. É produzido em rolos de 500 mm de largura. O papelão filme-amianto é um material isolante elétrico flexível que consiste em um filme Mylar de 50 mícrons de espessura, coberto em ambos os lados com papel de amianto de 0,12 mm de espessura. O papelão filme-amianto é produzido em folhas de 400 x 400 mm (não menos) com espessura de 0,3 mm. Autor: Smirnova L.N. Leia mais sobre vários materiais elétricos
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