Download aislantes o deielectricos

POR:
♫ Jhoseph Arellano
♫ Cristian Chávez
♫ Cesar Paucar
DEFINICIÓNES
DIELECTRICOS
• Se denomina dieléctricos a los materiales que
no conducen la electricidad, por lo se pueden
utilizar como aislantes eléctricos.
Aislantes
• Presentan una resistencia al paso de corriente
eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la
de los buenos conductores eléctricos como la
plata o el cobre.
Características
• - Un material de mayor longitud tiene mayor
resistencia eléctrica. Ver información adicional
en: La resistividad
•
El material de mayor longitud ofrece mas
resistencia
al paso de la corriente que el de menor longitud
• En condensador es un dispositivo formado por dos placas metálicas
separadas por un aislante llamado dieléctrico.
• Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la
corriente.
• El condensador o capacitor almacena energía en la forma de un
campo eléctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con
corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad
de cargas eléctricas que es capaz de almacenar
• El símbolo del capacitor es el siguiente:
DIFERENCIAS
• Los diferentes materiales que se utilizan como dieléctricos tiene
diferentes grados de permitividad(diferente capacidad para el
establecimiento de un campo eléctrico
TIPOS DE AISLANTES
• Aislantes sólidos:
En los sistemas de aislación de transformadores destacan las cintas sintéticas PET
(tereftalato de polietileno), PEN (naftalato de polietileno) y PPS (sulfido de
polifenileno) que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los
bobinados. Tienen excelentes propiedades dieléctricas y buena adherencia sobre
los alambres magnéticos.
• Aislantes líquidos:
Las propiedades físicas de los dieléctricos líquidos como por ejemplo: peso específico,
conductibilidad térmica, calor específico, constante dieléctrica, viscosidad,
dependen de su naturaleza, es decir de la composición química, pero su rigidez
dieléctrica, además está ligada a factores externos como por ejemplo: impureza en
suspensión, en solución, humedad, etc., que, generalmente, reducen su valor,
degradando la característica importante.
• Aislantes gaseosos:
Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno,
este último a presiones de 1 atmósfera. Estos transformadores son generalmente
de construcción sellada. El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y
están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas.
CONSTANTE DIELECTRICA
• La constante dieléctrica o permitividad relativa de un medio continuo es
una propiedad macroscópica de un medio dieléctrico relacionado con la
permitividad eléctrica del medio.
• en relación la rapidez de las ondas electromagneticas en un dielectrico es:
• v= c/(k*km)^(0.5)
Donde ε es la permitividad eléctrica del dieléctrico que se inserta.
Además el valor de la constante dieléctrica K de un material define el
grado de polarización eléctrica de la substancia cuando esta se somete a
un campo eléctrico exterior. El valor de K es afectado por muchos
factores, como el peso molecular, la forma de la molécula, la dirección
de sus enlaces (geometría de la molécula) o el tipo de interacciones que
presente.
Factores de Disipación y Pérdidas Dieléctricas
Cuando aplicamos una corriente alterna a un dieléctrico perfecto, la corriente
adelantará al voltaje en 90°, sin embargo debido a las pérdidas, la corriente
adelanta el voltaje en solo 90°-δ, siendo δ el ángulo de pérdida dieléctrica. Cuando
la corriente y el voltaje están fuera de fase en el ángulo de pérdida dieléctrica se
pierde energía o potencia eléctrica generalmente en forma de calor.
El paso siguiente es la representación de un material dieléctrico como un conjunto
de dipolos elementales bien porque esté constituido por moléculas polares o bien
porque, aun siendo no polares, se polarizan cuando el material se encuentra en
presencia de un campo eléctrico
FIBRA ÓPTICA
CONSTRUCCIÓN DEL CABLE:
• · Elemento Central de Refuerzo ( E.R.C.) Dieléctrico tipo fibra de vidrio
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con resina, recubierto con polietileno en función de la configuración
geométrica del núcleo
· Tubos Activos Holgados de PBT conteniendo de 2 a 8 f .o. y Tubos Pasivos
de PE cuando la geometría del núcleo lo requiera, cableados en S-Z,
entorno al E.R.C.. Se deberá rellenar adecuadamente para evitar la
propagación del agua.
· P: primera cubierta de polietileno de baja densidad
· ES: cinta d e acero recubierta por copolimero por ambas caras, dispuesta
longitudinalmente y corrugada, como barrera resistente a roedores.
· P: segunda cubierta de polietileno de media-alta densidad.
La fibra óptica es una fibra o varilla de vidrio u otro material transparente
con un índice de refracción alto que se emplea para transmitir luz. Cuando
la luz entra por uno de los extremos de la fibra, se transmite con muy
pocas pérdidas incluso aunque la fibra esté curvada.
DIPOLO ELECTRICO.
•
El dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas puntuales de igual valor, signos
contrarios, y separados una distancia d relativamente pequeña(Fig. 3.1). El dipolo
se representa mediante una cantidad vectorial denominada momento dipolar
eléctrico:
Donde es un versor que tiene una dirección coincidente con la recta que une a las dos
cargas y un sentido que, convencionalmente, apunta desde la carga negativa a la
carga positiva.
• Para simplificar el cálculo, se elige un sistema de referencia cartesiano XY tal que el
origen esté centrado en el dipolo y el eje X coincida con la dirección del versor
. Se determina el potencial eléctrico resultante en un punto definido por el vector
posición
como la suma algebraica de los potenciales debido a cada una de las cargas , y
luego se aplica la condición de dipolo
donde r+ y r- se pueden escribir, aplicando el teorema del coseno, como:
LEY DE GAUSS PARA UN
DIELECTRICO.
•
•
Una consecuencia inmediata asociada al fenómeno de la polarización de un
dieléctrico es la reformulación de la ley de Gauss, dado que ahora hay que
considerar, además de la carga libre, la carga equivalente de polarización.
Supóngase un sistema de cuerpos conductores, con cargas qi distribuidas en
sus superficies Si ( en la figura se muestra dos de estos conductores), inmersos
en un medio dieléctrico de extensión infinita. Sea S.G. una superficie gaussiana
que contiene a los cuerpos conductores, entonces aplicando la ley de Gauss se
tiene:
CONDICIONES DE FRONTERA PARA LOS
CAMPOS ELECTRICOS.
•
•
Ahora que ya se conoce el tratamiento del campo eléctrico en medios materiales,
resulta necesario establecer el comportamiento del campo eléctrico
y del vector desplazamiento eléctrico
en puntos próximos a una superficie que separa dos medios dieléctricos distintos.
Sean ambos medios definidos por sus permitividades eléctricas 1 y 2, o bien, en
términos de sus constantes dieléctricas K1 y K2. En el medio 1 está definido un
campo eléctrico
y un vector desplazamiento dieléctrico
, y que se relacionan linealmente según
; similar situación se observa en el medio dieléctrico 2, con
. Para establecer el comportamiento de estos campos, se utiliza la ley de Gauss(
) y la expresión de la circulación del campo eléctrico a lo largo de una curva
cerrada(
).
PROBLEMA RESUELTO
PROBLEMA . (RESOLUCIÓN DEL
PROBLEMA POR EL LECTOR )
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· Una esfera conductora de radio R cargada con una carga Q, está rodeada de una
capa de plástico de espesor
y constante dieléctrica
. Determine:
· La diferencia de potencial entre los puntos A y B distantes 3R y R/2 del centro de
la esfera.
· La susceptibilidad eléctrica del plástico.
· Las densidades de carga de polarización.
BLIBLIOGRAFIA
• http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctrico
• http://html.rincondelvago.com/aislantes.html
• http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_conductores
/ke_conductor_1.htm
• http://www.plastigama.com.ec/html/coCintas.html
• http://www.kompass.com/guide/produccion/materialesdielectricos-aisladores/GSESWW530310.html
• http://www.tochtli.fisica.uson.mx/castillo/HTM/CAPACITO.
HTM
• http://www.inele.ufro.cl/bmonteci/semic/apuntes/capacito
res/capacitores.htm