Um material isolante elétrico / material isolante é usado para obstruir o fluxo de corrente. Forma ligações iônicas e os materiais de baixa condutividade e alta resistividade estão disponíveis na forma sólida, líquida, gasosa como o plástico usado para plugues, óleo isolante usado em transformador , etc. Esses materiais têm resistência muito alta, de modo que o fluxo de corrente elétrica requer uma voltagem extremamente alta como quilo ou megavolts para enviar alguns miliamperes de corrente a eles. Os isoladores são usados principalmente para armazenamento e também em todos os equipamentos elétricos domésticos e comerciais para isolar o condutor da terra.
O que é material isolante / material isolante elétrico?
O material isolante elétrico / materiais isolantes são os materiais que inibem a transmissão de calor, corrente elétrica ou ruído. Todos os materiais isolantes têm um coeficiente de resistência de temperatura negativo e, como tal, a resistividade é reduzida com o aumento da temperatura. A função do isolador é muito importante sem a qual nenhuma máquina elétrica pode funcionar, a maior parte das avarias no campo da engenharia elétrica deve-se à falha do isolamento. A importância dos isolantes é cada vez maior no dia a dia, visto que existe uma infinidade de tipos de isolantes disponíveis no mercado. A seleção do tipo certo de material isolante é muito importante porque a vida útil do equipamento depende do tipo de material usado.
Noções básicas de material isolante
O isoladores são os materiais que têm os elétrons de valência oito ou mais próximos de oito. Quando os elétrons de valência são oito, obviamente o átomo está em uma condição estável e eles oferecem uma resistência muito alta, pois não há elétrons livres, também a lacuna proibida entre a condução e a banda de valência é maior. A estrutura atômica do material isolante neon é mostrada na figura abaixo.
Estrutura atômica do material isolante de néon
Conforme mostrado na figura acima, esse átomo tem oito elétrons na órbita mais externa, portanto, eles são estáveis e podem ser considerados um isolante. A estrutura atômica do flúor tem sete elétrons em sua órbita mais externa em um elétron de valência. A estrutura atômica do material isolante flúor é mostrada na figura abaixo.
Estrutura Atômica do Flúor
Os átomos como o oxigênio, que têm apenas seis elétrons em um elétron de valência, podem ser classificados também como isolantes, mas as propriedades isolantes do oxigênio são menores do que as do flúor e do néon.
Estrutura Atômica do Oxigênio
Os átomos com oito elétrons e sete elétrons em uma órbita mais externa se comportam como um bom isolante em comparação com os átomos com seis elétrons de valência.
O que é o isolador de vidro?
Em alta temperatura, os isoladores de vidro são projetados ou fabricados pela mistura de diferentes tipos de materiais, incluindo quartzo e pó de cal, e depois resfriam no molde. A principal desvantagem do isolador de vidro é que, em comparação com outros tipos de isoladores, as contaminações são observadas facilmente pelo isolador de vidro e na superfície do isolador de vidro a umidade pode ser destilada facilmente.
Propriedades
As propriedades do isolador de vidro são
- Rigidez dielétrica: O valor aproximado da rigidez dielétrica é 140 kV / cm.
- Força compressiva: O valor aproximado da resistência à compressão é de 10.000 Kg / cm².
- Resistência à tracção: O valor aproximado da resistência à tração é de 35.000 Kg / cm².
Vantagens
As vantagens do isolador de vidro são
- Em comparação com a porcelana, a rigidez dielétrica é muito alta em um isolador de vidro
- Alta resistividade
- A resistência à tração é maior do que a porcelana
- É mais barato que isolante de porcelana
- Menos custo
O que é isolador de polímero?
O polímero ou isolante polimérico também é conhecido como isolante composto. É um material isolante leve e possui alta resistência mecânica. A desvantagem do isolador de polímero é que, se houver qualquer lacuna indesejada entre a barreira climática e o núcleo, sua umidade pode entrar.
Propriedades
O isolante polimérico ou polimérico tem excelentes propriedades, são hidrofobia, leveza e capacidade anti-clima.
Vantagens
As vantagens do isolador de polímero são
- Em comparação com o isolador de porcelana e vidro, o isolador de polímero é muito leve
- O custo de instalação é baixo
- A resistência à tração é maior do que a porcelana
- Melhor performance
O que é um isolador de porcelana?
O isolador de porcelana é um material isolante de silicato de alumínio. Hoje em dia, esse material é usado como isolador superior. A semana em tensão e baixa resistência ao choque são as desvantagens de um isolador de porcelana. A porcelana também pode ser chamada de cerâmica. As aplicações deste isolador são linhas de distribuição e transmissão, isoladores, buchas de transformador, unidades de fusíveis, plugues e tomadas
Propriedades
As propriedades do isolador de porcelana são
- Rigidez dielétrica: O valor aproximado da rigidez dielétrica é 60 kV / cm.
- Força compressiva: O valor aproximado da resistência à compressão é 70.000 Kg / cm².
- Resistência à tracção: O valor aproximado da resistência à tração é de 500 Kg / cm².
Vantagens
As vantagens do isolador de porcelana são
- Comparado ao isolador de vidro, a resistência mecânica do isolador de porcelana é muito alta
- A corrente de fuga é baixa
- É menos afetado pela temperatura
- Vida longa
- De fácil manutenção
- Altamente Flexível
- Altamente confiável
Propriedades do material isolante
Todos os isoladores, quando usados, não devem apenas se comportar como isolantes em uma ampla faixa de voltagem elétrica, mas devem ser resistentes mecanicamente. Eles não devem ser afetados por calor, atmosfera, efeitos químicos e devem estar livres de deformação devido ao envelhecimento. Portanto, antes de selecionar um material isolante, é absolutamente essencial conhecer as várias propriedades e seus efeitos no isolamento. As várias propriedades dos materiais isolantes são propriedades elétricas, propriedades visuais, propriedades mecânicas, térmicas e químicas.
Propriedades elétricas
As propriedades elétricas dos materiais isolantes são divididas em dois tipos: resistência de isolamento e rigidez dielétrica. A resistência de isolamento é novamente classificada em dois tipos, eles são resistência de volume e resistência de superfície. Os fatores que afetam a resistência de isolamento são temperatura, envelhecimento, tensão aplicada e umidade e os fatores que afetam a rigidez dielétrica são temperatura e umidade.
Propriedades Visuais
As propriedades visuais do material isolante são aparência, cor e sua cristalinidade.
Propriedades mecânicas
Algumas das propriedades mecânicas que devem ser observadas ao selecionar o material isolante são tensão e compressão, resistência à abrasão, rasgo, cisalhamento e impacto, viscosidade, porosidade, solubilidade, absorção de umidade e usinabilidade e moldabilidade.
Propriedades térmicas
As propriedades térmicas do material isolante são ponto de fusão, flash, volatilidade, condutividade térmica, expansão térmica e resistência ao calor.
Propriedades quimicas
As várias propriedades químicas do material isolante são resistência a efeitos químicos externos, efeitos em outros materiais, alterações químicas no material, higroscopicidade e envelhecimento.
Classificação do material isolante
A classificação do material isolante é baseada na classificação térmica, física, estrutural, química e no processo de fabricação.
Classificação Térmica
Termicamente, os isoladores são classificados em sete tipos ou sete classes - são classe-Y, classe-A, classe-E, classe-B, classe-F, classe-H e classe-C.
Classe-Y
A limitação de temperatura da classe Y é de 900 C e os materiais incluídos na classe Y são algodão, papel, seda e materiais orgânicos semelhantes.
Classe A
A limitação de temperatura da classe A é de 1050 C e os materiais da classe A são papel impregnado, seda, poliamida, algodão e resinas.
Classe-E
A limitação de temperatura da classe E é de 1200 C e os materiais da classe E são isolamento de fio esmaltado na base de plásticos em pó, resinas epóxi de polivinila, etc.
Classe-B
A limitação de temperatura da classe B é de 1300 C e os materiais da classe B são materiais inorgânicos impregnados com verniz.
Classe-F
A limitação de temperatura da classe F é 1550 C e os materiais da classe F são mica, poliéster epóxido com verniz de alta resistência ao calor.
Classe-H
A limitação de temperatura da classe H é de 1800 C e os materiais da classe H são materiais compostos em mica, vidro, fibra, etc.
Classe C
A limitação de temperatura da classe C é> 1800 C e os materiais da classe C são vidro, mica, quartzo, cerâmica, Teflon, etc.
Classificação física do material isolante
A classificação física do material isolante é classificada em três tipos: sólido, líquido e gasoso. A classificação física dos isoladores é mostrada na figura abaixo.
Classificação Física de Materiais Isolantes
Os materiais isolantes sólidos são fibrosos, cerâmicos, de mica, vidro, borracha e resinosos. Os materiais isolantes líquidos são óleos minerais, óleos sintéticos, óleos de transformador e óleos diversos. Os materiais isolantes gasosos são ar, hidrogênio, nitrogênio e hexafluoreto de enxofre.
Classificação Estrutural
A classificação estrutural do material isolante é classificada em dois tipos são celulose e fibroso.
Classificação Química
A classificação química do material isolante é classificada em dois tipos, eles são orgânicos e inorgânicos.
Processo de Fabricação
O processo de fabricação é classificado em dois tipos: natural e sintético.
Alguns dos materiais isolantes são fibra de vidro, lã mineral, celulose, fibras naturais, poliestireno, poliisocianurato, poliuretano, revestimentos de isolamento, espuma fenólica, espuma de uréia-formaldeído, etc.
Aplicações de Material isolante
As aplicações de material isolante são
- Cabo e linhas de transmissão
- Sistemas eletrônicos
- Sistemas de energia
- Aparelhos domésticos portáteis
- Fita isolante de cabo elétrico
- Equipamento de proteção pessoal
- Tapetes elétricos de borracha
FAQs
1). Quais são os materiais isolantes comuns?
Alguns dos materiais isolantes comuns, como cerâmica, vidro, Teflon, silicone, etc.
2). Quais materiais são usados para isolar os fios?
Alguns dos melhores materiais de isolamento elétrico são vidro, papel, Teflon, PVC, verniz e borracha.
3). Quais são os materiais isolantes térmicos comuns?
Os materiais isolantes térmicos comuns são lã mineral, fibra de vidro, poliestireno, celulose, espuma de poliuretano, etc.
4). Quais são as aplicações dos materiais isolantes?
As aplicações de material isolante são tapetes elétricos de borracha, sistemas elétricos e de energia, cabos e linhas de transmissão, etc.
5). Qual é a importância dos materiais isolantes?
A seleção do tipo certo de material isolante é muito importante porque a vida útil do equipamento depende do tipo de material usado.
Neste artigo, o que são materiais isolantes / materiais isolantes elétricos , classificação de materiais isolantes, aplicações, vantagens e propriedades de isolamento de vidro, isolador de porcelana e isolante de polímero ou polimérico, propriedades de materiais isolantes são discutidas. Aqui está uma pergunta para você que tipo de materiais isolantes são usados em casa?
