Dielétrico

Dielétrico

1. Funcionalidades

   • Modifica o valor do campo elétrico existente em um local
   • Isolar
     • Condutores
     • Entre si
     • De pessoas ou animais
     • Das massas das partes do dispositivo
     • Da atmosfera inflamável
   • Fabricação de capacitores
   • Aumentar a regidez dielétrica

2. Perfeito

   • Não possui elétrons livres

3. Real

   • Possui quantidade pequena de elétrons livres
     • Polarização
       • Polares
         • As moléculas se alinham ao campo elétrico externo
           • O alinhamento aumenta com aumento do campo elétrico
           • Aumento da temperatura
         • Formando por moléculas com momento de dipolo elétrico
         • Água, amônia, ácido, fluorídrico (não soluto)
       • Não polares
         • Acontece por indução, ou seja, quando as moléculas são expostas a um campo elétrico externo
         • Dipolo elétrico de menor intensidade
         • Não há aumento perceptível de temperatura
         • Polarização eletrônica ou iônica
         • O2, N2, Gases nobres, metano, grandes cadeias de carbono
       • Há um acumulo de carga na superfície do dielétrico na presença de um campo elétrico
       • Não há acúmulo de cargas no interior do dielétrico
       • Há uma diminuição do campo elétrico dentro do dielétrico
       • Dipolar
         • As moléculas se encontram em movimento térmico caótico
         • Se orientam parcialmente pela ação do campo
         • É possível se as forças moleculares não impedirem os dipolos de se orientarem de acordo com o campo
         • Ao aumentar a temperatura se intensifica a polarização dipolar
       • Estrutural
         • Aparece apenas em corpos amorfos e em sólidos cristalinos polares
           • Ex: Vidro
           • Corpo amorfo é parcialmente constituído de partículas de íons
         • Vem a ser a orientação de estruturas complexas de material
           • Devido a um deslocamento de íons e dipolos
             • Na presença de aquecimento devido a perdas Joule
         • Comportamento semelhante à polarização dipolar
   • Há uma pequena corrente quando aplicada uma ddp
   • Há um limite de campo elétrico, quando ultrapassada passa fluir corrente
     • Ruptura dos Dielétricos
       • Há uma ionização das moléculas que o compõem
       • Fluido: carbonização das partículas
       • Sólidos: rompe-se onde correu a ruptura
     • Efeito Corona
       • Descargas luminosas próximas a eletrodos assimétricos quando existe um gradiente de potencial excessivo
       • Usualmente ocorre junto a isoladores

4. Materiais dielétricos

   • Vernizes isolantes
     • Impregnação
       • Usados em materiais porosos
       • Evitar acúmulo de umidade
       • Melhorar as propriedades térmicas e mecânicas
     • Colagem
       • Aglutinar materiais
       • Colar isolantes no metal
     • Recobrimento
       • Forma uma camada lisa, dura, resistente e impermeável
       • Utilizado na superfície de materiais porosos ou fibrosos
   • Isolantes sólidos
     • papel
       • Material fibroso feito a base de celulose
       • Bastante flexível
       • Resistente
         • Tração
         • Dobramento
         • Compressão
       • Estável até 100 ºC
   • Materiais cerâmicos
     • Materiais com elevado ponto de fusão
     • Manufaturados a frio
     • Sofrem processos de queira até 2000 ºC
   • Óleos
     • Possuem efeito isolante e lubrificante
     • Necessita de rigorosa purificação
     • Óleo mineral
       • Derivado do petróleo
       • Usado em diversos equipamentos elétricos
         • Chaves
         • Disjuntores
         • Transformadores
         • Reguladores de tensão
   • Isolantes gasosos
     • Ar
       • Usado entre condutores sem isolamento sólido
       • Não possui custo
       • Sua rigidez dielétrica cai rapidamente na presença de umidade
     • Hexafluoreto de enxofre
       • 5 vezes mais pesado que o ar
       • inodoro, atóxico e inodor
       • Não inflamável
       • Rigidez dielétrica 5 vezes maior que o ar
       • Poder extintor de arco elétrico 2 vezes superior que o ar
   • Polímeros
     • Naturais
       • Celulose
       • Queratina
       • Glicogênio
       • Poliisopreno
         • Pode ser produzido artificialmente
         • Elástico e flaxível
         • Resistente a água
         • Baixa resistência mecânica
     • Artificiais
       • PEAD - PE (alta densidade)
         • Resistente a alta temperatura
         • Alta resistência mecânica
         • Atóxico
       • PELBD - PE (linear de baixa densidade)
         • Resistência mais elevada que o PEBD
       • PS - crista
         • Duro, brilhoso
         • Artigos de baixo custo
       • Poliestireno
         • Fácil moldagem
         • Fácil coloração
         • Baixo custo
         • Resistente a ácidos e bases
         • Baixa resistência a solventes, calor e interpéries
       • PS - resistente ao calor
         • Maior peso molecular
         • Processamento mais difícil
         • Ex: Gabinetes de TV
       • Termoplásticos
         • Viscosidade elevada elevada quando aquecidos
         • Retornam ao estado sólido as perder calor
       • Polietileno
         • É o polímero mais simples
         • Se dá a partir da quebra da ligação dupla do etileno ou eteno
       • PEBD - PE (baixa densidade)
         • Atóxico
         • Flexível
         • Leve
         • Incolor
         • Fácil processamento
         • Baixo custo
         • Baixa estabilidade dimensional
       • PS - de alto impacto
         • Adição de 5-10% de elastonero
         • Ex: brinquedos, utensílios domésticos
       • PS - Expandido
         • Isolante térmica e proteção
         • Ex: isopor
       • Termorígidos
         • Resistentes a variação de temperatura
         • Suportam temperatura de trabalho elevado
         • Rígido e frágil
       • Broquelite
         • Elevada estabilidade das propriedades mecânicas
         • Duro
         • Resistência superficial
       • Elastrômeros
         • Poliuretano
           • Adesivo
           • Bom isolante
           • Ex: espumas, elásticos, tintas
       • XLPE - PE
         • Termoplástico - Elastrômero
         • Baixa perda dielétrica
         • Baixo envelhecimento
         • Resistente a variações de temperatura
         • Apresenta problemas com penetração d'água
         • Isolação de cabos
       • PVC
         • Polímero linear
         • Uso de aditivos para obtenção de produtos diversos
         • Estabilizante de calor
         • Estabilizante de radiação UV
         • Lubrificantes
         • Plastificantes
         • Modificadores (elastrômero)
         • Boas propriedades mecânicas (decaem com aumeneto da temperatura)
         • Baixas tensões e correntes
         • Apresenta alta perda dielétrica
       • EPR
         • Não polar
         • Resistente ao calor
         • Resistente a oxidação
         • Resistente ao ozônio
         • Ainda superior do XLPE para altas tensões
     • Estrutura
       • Linear
       • Ramificada
       • Tradimensional
     • Homopolímeros
       • A-A-A-A
     • Copolímeros
       • A-B-A-C-A
     • Características
       • Grande massa molecular
       • Grande volume molecular
       • Massa específica média ou baixa
       • Baixa polaridade

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