ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Materiali isolanti elettrici. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Elettricità per principianti I materiali isolanti elettrici, o dielettrici, sono quei materiali utilizzati per fornire isolamento, cioè per impedire la dispersione di corrente elettrica tra qualsiasi parte conduttiva che si trova sotto potenziali elettrici diversi. I dielettrici hanno una resistenza elettrica molto elevata. In base alla loro composizione chimica, i dielettrici si dividono in organici ed inorganici. L'elemento principale nelle molecole di tutti i dielettrici organici è il carbonio. Non c'è carbonio nei dielettrici inorganici. I dielettrici inorganici (mica, ceramica, ecc.) hanno la massima resistenza al calore. Secondo il metodo di produzione, si distingue tra dielettrici naturali (naturali) e sintetici. I dielettrici sintetici possono essere creati con un determinato insieme di proprietà elettriche e fisico-chimiche, motivo per cui sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria elettrica. Secondo la struttura delle molecole, i dielettrici sono divisi in non polari (neutri) e polari. I dielettrici neutri sono costituiti da atomi e molecole elettricamente neutri, che non possiedono proprietà elettriche prima di essere esposti a un campo elettrico. I dielettrici neutri sono: polietilene, fluoroplastica-4, ecc. Tra quelli neutri si distinguono i dielettrici ionici cristallini (mica, quarzo, ecc.), in cui ciascuna coppia di ioni costituisce una particella elettricamente neutra. Gli ioni si trovano nei siti del reticolo cristallino. Ogni ione è in movimento termico vibrazionale vicino al centro di equilibrio, un nodo del reticolo cristallino. I dielettrici polari o dipolari sono costituiti da molecole di dipolo polare. Questi ultimi, a causa dell'asimmetria della loro struttura, hanno un momento elettrico iniziale ancor prima dell'influenza del campo elettrico su di essi. I dielettrici polari includono bachelite, cloruro di polivinile, ecc. Rispetto ai dielettrici neutri, i dielettrici polari hanno costanti dielettriche più elevate, nonché una conduttività leggermente aumentata. A seconda del loro stato di aggregazione, i dielettrici sono gassosi, liquidi e solidi. Il più grande è il gruppo dei dielettrici solidi. Le proprietà elettriche dei materiali isolanti elettrici vengono valutate utilizzando quantità chiamate caratteristiche elettriche. Questi includono: resistività di volume, resistività superficiale, costante dielettrica, coefficiente di temperatura della costante dielettrica, tangente di perdita dielettrica e rigidità dielettrica del materiale. La resistività di volume specifica è un valore che permette di stimare la resistenza elettrica di un materiale quando lo attraversa la corrente continua. Il reciproco della resistività del volume è chiamato conduttività del volume. La resistenza superficiale specifica è un valore che consente di stimare la resistenza elettrica di un materiale quando la corrente continua scorre attraverso la sua superficie tra gli elettrodi. Il reciproco della resistenza superficiale specifica è chiamato conduttività superficiale specifica. Il coefficiente di temperatura della resistività elettrica è un valore che determina la variazione della resistività di un materiale al variare della sua temperatura. All'aumentare della temperatura, la resistenza elettrica di tutti i dielettrici diminuisce; pertanto, il loro coefficiente di resistività termica ha segno negativo. La costante dielettrica è un valore che permette di valutare la capacità di un materiale di creare capacità elettrica. La costante dielettrica relativa è inclusa nel valore della costante dielettrica assoluta. Il coefficiente di temperatura della costante dielettrica è un valore che permette di valutare la natura della variazione della costante dielettrica, e quindi della capacità di isolamento, al variare della temperatura. La tangente di perdita dielettrica è un valore che determina le perdite di potenza in un dielettrico funzionante a tensione alternata. La rigidità elettrica è un valore che permette di valutare la capacità di un dielettrico di resistere alla distruzione provocata dalla tensione elettrica. La resistenza meccanica degli isolanti elettrici e di altri materiali viene valutata utilizzando le seguenti caratteristiche: resistenza alla trazione del materiale, allungamento a trazione, resistenza alla compressione del materiale, resistenza alla flessione statica del materiale, resistenza all'urto specifica, resistenza alla spaccatura. Le caratteristiche fisico-chimiche dei dielettrici comprendono: numero di acidità, viscosità, assorbimento d'acqua. Il numero di acidità è il numero di milligrammi di idrossido di potassio necessari per neutralizzare gli acidi liberi contenuti in 1 g di dielettrico. Il numero di acidità viene determinato per dielettrici liquidi, composti e vernici. Questo valore ci consente di stimare la quantità di acidi liberi nel dielettrico e quindi il grado del loro effetto sui materiali organici. La presenza di acidi liberi compromette le proprietà di isolamento elettrico dei dielettrici. La viscosità, ovvero il coefficiente di attrito interno, permette di valutare la fluidità dei liquidi isolanti elettrici (oli, vernici, ecc.). La viscosità può essere cinematica o condizionale. L'assorbimento d'acqua è la quantità di acqua assorbita da un dielettrico dopo che è stato immerso in acqua distillata per 20 ore ad una temperatura di XNUMX° C e superiore. La quantità di assorbimento d'acqua indica la porosità del materiale e la presenza di sostanze idrosolubili in esso. All'aumentare di questo indicatore, le proprietà di isolamento elettrico dei dielettrici si deteriorano. Le caratteristiche termiche dei dielettrici comprendono: punto di fusione, punto di rammollimento, punto di goccia, punto di infiammabilità del vapore, resistenza al calore della plastica, termoelasticità (resistenza al calore) delle vernici, resistenza al calore, resistenza al gelo, resistenza tropicale. I materiali isolanti elettrici a pellicola realizzati con polimeri sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria elettrica. Questi includono film e nastri. I film vengono prodotti con uno spessore di 5-250 micron e i nastri - 0,2-3,0 mm. Le pellicole e i nastri ad alto contenuto di polimeri sono caratterizzati da grande flessibilità, resistenza meccanica e buone proprietà di isolamento elettrico. I film di polistirene sono prodotti con uno spessore di 20-100 micron e una larghezza di 8-250 mm. Lo spessore dei film di polietilene è solitamente di 30-200 micron e la larghezza è di 230-1500 mm. I film in fluoroplastic-4 sono realizzati con uno spessore di 5-40 micron e una larghezza di 10-200 mm. Da questo materiale vengono prodotte anche pellicole non orientate e orientate. I film fluoroplastici orientati hanno le più elevate caratteristiche meccaniche ed elettriche. I film di polietilene tereftalato (lavsan) sono prodotti con uno spessore di 25-100 micron e una larghezza di 50-650 mm. Le pellicole in PVC sono realizzate in plastica vinilica e cloruro di polivinile plastificato. I film plastici vinilici hanno una maggiore resistenza meccanica, ma minore flessibilità. Le pellicole di plastica vinilica hanno uno spessore di 100 micron o più e le pellicole di cloruro di polivinile plastificato hanno uno spessore di 20-200 micron. Le pellicole di triacetato di cellulosa (triacetato) sono prodotte non plastificate (rigide), colorate in blu, leggermente plastificate (incolori) e plastificate (colorate in blu). Questi ultimi hanno una flessibilità significativa. I film di triacetato sono prodotti negli spessori di 25, 40 e 70 micron e in una larghezza di 500 mm. Il cartone filmelettrico è un materiale isolante elettrico flessibile costituito da cartone isolante rivestito su un lato con pellicola Mylar. Il film-elettrocartone su film lavsan ha uno spessore di 0,27 e 0,32 mm. Viene prodotto in rotoli di larghezza 500 mm. Il cartone film-amianto è un materiale isolante elettrico flessibile costituito da un film di Mylar di 50 micron di spessore, rivestito su entrambi i lati con carta di amianto di 0,12 mm di spessore. Il cartone film-amianto viene prodotto in fogli 400 x 400 mm (non meno) con uno spessore di 0,3 mm. Autore: Smirnova L.N. Maggiori informazioni su vari materiali elettrici Vedi altri articoli sezione Elettricità per principianti. Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo. Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica: Trappola d'aria per insetti
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