Un material aïllant elèctric / Material aïllant s’utilitza per obstruir el flux de corrent. Forma enllaços iònics i els materials amb baixa conductivitat i alta resistivitat estan disponibles en forma de sòlids, líquids, gasosos com el plàstic que s’utilitza per a taps, oli aïllant utilitzat a transformador , etc. Aquests materials tenen una resistència molt alta, de manera que el flux de corrent elèctric requereix una tensió extremadament alta com el quilo o els megavolts per enviar-los uns quants miliamperis de corrent. Els aïllants s'utilitzen principalment per emmagatzemar i també en tots els equips elèctrics domèstics i comercials per aïllar el conductor de la terra.
Què és el material aïllant / material aïllant elèctric?
El material aïllant elèctric / materials aïllants són els materials que inhibeixen la transmissió de calor, el corrent elèctric o el soroll. Tots els materials aïllants tenen un coeficient de resistència de temperatura negatiu i, per tant, la resistivitat es redueix amb un augment de la temperatura. La funció de l’aïllant és molt important sense la qual cap màquina elèctrica pot funcionar, la majoria de l’avaria en el camp de l’enginyeria elèctrica es deu a la fallada de l’aïllament. La importància dels materials aïllants augmenta cada dia, ja que hi ha un nombre innombrable de tipus d’aïllants disponibles al mercat. La selecció del tipus d’aïllant adequat és molt important perquè la vida útil de l’equip depèn del tipus de material utilitzat.
Conceptes bàsics del material aïllant
El aïllants són els materials que tenen els electrons de valència vuit o més propers a vuit. Quan els electrons de valència són vuit, òbviament, l'àtom es troba en un estat estable i ofereixen una resistència molt elevada, ja que no hi ha electrons lliures, també la distància prohibida entre la conducció i la banda de valència és més gran. L'estructura atòmica del material aïllant neó es mostra a la figura següent.
Estructura atòmica del material aïllant de neó
Com es mostra a la figura anterior, aquest àtom té vuit electrons a l'òrbita més exterior, per tant són estables i es pot considerar com un aïllant. L’estructura atòmica del fluor té set electrons a la seva òrbita més externa en un electró de valència. L'estructura atòmica del material aïllant de fluor es mostra a la figura següent.
Estructura atòmica del fluor
Els àtoms com l'oxigen que només tenen sis electrons en un electró de valència es poden classificar també com a aïllants, però les propietats aïllants de l'oxigen són inferiors a les del fluor i el neó.
Estructura atòmica de l’oxigen
Els àtoms que tenen vuit electrons i set electrons en una òrbita més externa es comporten com un bon aïllant en comparació amb els àtoms que tenen sis electrons de valència.
Què és l'aïllant de vidre?
A alta temperatura, els aïllants de vidre es dissenyen o fabriquen barrejant els diferents tipus de materials, inclosos els quars i la calç en pols, i després es refreden al motlle. El principal desavantatge de l’aïllant de vidre és que, en comparació amb l’altre tipus d’aïllants, les contaminacions són observades fàcilment per l’aïllant de vidre i a la superfície de l’aïllant de vidre es pot destil·lar la humitat fàcilment.
Propietats
Les propietats de l’aïllant de vidre són
- Força dielèctrica: El valor aproximat de la força dielèctrica és de 140 kV / cm.
- Resistència a la compressió: El valor aproximat de la resistència a la compressió és de 10.000 Kg / cm².
- Resistència a la tracció: El valor aproximat de la resistència a la tracció és de 35.000 Kg / cm².
Avantatges
Els avantatges de l'aïllant de vidre són
- En comparació amb la porcellana, la força dielèctrica és molt elevada en un aïllant de vidre
- Alta resistivitat
- La resistència a la tracció és superior a la de la porcellana
- És més barat que l’aïllant de porcellana
- Menys cost
Què és Polymer Insulator?
El polímer o aïllant polimèric també es coneix com a aïllant compost. És un material aïllant lleuger i de gran resistència mecànica. L’inconvenient de l’aïllant de polímer és que si hi ha algun buit no desitjat entre la nau meteorològica i el nucli, pot entrar la seva humitat.
Propietats
L’aïllant polimèric o polimèric té excel·lents propietats, ja que és hidrofobic, lleuger i antitemp.
Avantatges
Els avantatges de l'aïllant de polímers són
- En comparació amb l'aïllant de porcellana i vidre, l'aïllant de polímer és molt lleuger
- El cost d’instal·lació és baix
- La resistència a la tracció és superior a la de la porcellana
- Millor rendiment
Què és un aïllant de porcellana?
L'aïllant de porcellana és un material aïllant de silicat d'alumini. Actualment, aquest material s’utilitza per a l’aïllant aeri. La setmana en tensió i poca resistència als cops és el desavantatge d’un aïllant de porcellana. La porcellana també es pot anomenar ceràmica. Les aplicacions d’aquest aïllant són línies de distribució i transmissió, aïlladors, casquets de transformadors, fusibles, endolls i endolls.
Propietats
Les propietats de l’aïllant de porcellana són
- Força dielèctrica: El valor aproximat de la força dielèctrica és de 60 kV / cm.
- Resistència a la compressió: El valor aproximat de la resistència a la compressió és de 70.000 Kg / cm².
- Resistència a la tracció: El valor aproximat de la resistència a la tracció és de 500 Kg / cm².
Avantatges
Els avantatges de l’aïllant de porcellana són
- En comparació amb l'aïllant de vidre, la resistència mecànica de l'aïllant de porcellana és molt elevada
- El corrent de fuita és baix
- Està menys afectat per la temperatura
- Llarga vida
- Fàcil de mantenir
- Molt flexible
- Molt fiable
Propietats del material aïllant
Tots els aïllants que s’utilitzen no només haurien de comportar-se com a aïllants en una àmplia gamma de tensió elèctrica, sinó que també haurien de resistir mecànicament. No s’han de veure afectats per la calor, l’atmosfera, els efectes químics ni han d’estar lliures de deformacions a causa de l’envelliment. Per tant, abans de seleccionar un material aïllant, és fonamental conèixer les diverses propietats i els seus efectes sobre l’aïllament. Les diverses propietats dels materials aïllants són propietats elèctriques, propietats visuals, propietats mecàniques, tèrmiques i químiques.
Propietats elèctriques
Les propietats elèctriques dels materials aïllants es divideixen en dos tipus: la resistència aïllant i la resistència dielèctrica. La resistència aïllant es classifica de nou en dos tipus: la resistència al volum i la superfície. Els factors que afecten la resistència aïllant són la temperatura, l'envelliment, la tensió aplicada i la humitat i els factors que afecten la resistència dielèctrica són la temperatura i la humitat.
Propietats visuals
Les propietats visuals del material aïllant són l’aspecte, el color i la seva cristalinitat.
Propietats mecàniques
Algunes de les propietats mecàniques que s’han de tenir en compte durant la selecció del material aïllant són la tensió i la compressió, la resistència a l’abrasió, el trencament, el tall i l’impacte, la viscositat, la porositat, la solubilitat, l’absorció d’humitat i la mecanització i modelabilitat.
Propietats tèrmiques
Les propietats tèrmiques del material aïllant són el punt de fusió, el flaix, la volatilitat, la conductivitat tèrmica, l’expansió tèrmica i la resistència a la calor.
Propietats químiques
Les diverses propietats químiques del material aïllant són la resistència a efectes químics externs, efectes sobre altres materials, canvis químics en el material, higroscopicitat i envelliment.
Classificació del material aïllant
La classificació del material aïllant es basa en la classificació tèrmica, física, estructural, química i el procés de fabricació.
Classificació tèrmica
Tèrmicament, els aïllants es classifiquen en set tipus o set classes; són de classe Y, classe A, classe E, classe B, classe F, classe H i classe C.
Classe-Y
La temperatura de limitació de la classe Y és de 900 C i els materials de la classe Y són cotó, paper, seda i materials orgànics similars.
Classe A
La temperatura de limitació de la classe A és de 1050 C i els materials de la classe A són paper impregnat, seda, poliamida, cotó i resines.
Classe E
La temperatura de limitació de la classe E és de 1200 C i els materials de la classe E són aïllants de filferro esmaltats a la base de plàstics en pols, resines epoxi de polivinil, etc.
Classe B
La temperatura de limitació de la classe B és de 1300 C i els materials de la classe B són materials inorgànics impregnats de vernís.
Classe-F
La temperatura de limitació de la classe F és de 1550 C i els materials de la classe F són la mica, l’epòxid de polièster envernissat amb una alta resistència a la calor.
Classe-H
La temperatura de limitació de la classe H és de 1800 C i els materials de la classe H són materials compostos sobre mica, vidre, fibra, etc.
Classe C
La temperatura de limitació de la classe C és> 1800 C i els materials de la classe C són el vidre, la mica, el quars, la ceràmica, el tefló, etc.
Classificació física del material aïllant
La classificació física del material aïllant es classifica en tres tipus: sòlids, líquids i gasosos. La classificació física dels aïllants es mostra a la figura següent.
Classificació física dels materials aïllants
Els materials aïllants sòlids són fibrosos, ceràmics, mica, vidre, cautxú i resinosos. Els materials aïllants líquids són olis minerals, olis sintètics, olis per a transformadors i olis diversos. Els materials aïllants gasosos són l’aire, l’hidrogen, el nitrogen i l’hexafluorur de sofre.
Classificació estructural
La classificació estructural del material aïllant es classifica en dos tipus: la cel·lulosa i la fibrosa.
Classificació química
La classificació química del material aïllant es classifica en dos tipus: són orgànics i inorgànics.
Procés de fabricació
El procés de fabricació es classifica en dos tipus: són naturals i sintètics.
Alguns dels materials aïllants són fibra de vidre, llana mineral, cel·lulosa, fibres naturals, poliestirè, poliisocianurat, poliuretà, revestiments aïllants, escuma fenòlica, escuma d’urea-formaldehid, etc.
Aplicacions de Material aïllant
Les aplicacions del material aïllant són
- Cable i línies de transmissió
- Sistemes electrònics
- Sistemes de potència
- Electrodomèstics portàtils
- Cinta aïllant de cables elèctrics
- Equip de protecció personal
- Estores de cautxú elèctriques
Preguntes freqüents
1). Quins són els materials aïllants habituals?
Alguns dels materials aïllants habituals com la ceràmica, el vidre, el tefló, la silicona, etc.
2). Quins materials s’utilitzen per aïllar els cables?
Alguns dels millors bons materials aïllants elèctrics són el vidre, el paper, el tefló, el PVC, el vernís i el cautxú.
3). Quins són els materials aïllants tèrmics més habituals?
Els materials aïllants tèrmics habituals són la llana mineral, la fibra de vidre, el poliestirè, la cel·lulosa, l’escuma de poliuretà, etc.
4). Quines són les aplicacions dels materials aïllants?
Les aplicacions del material aïllant són estores de goma elèctriques, sistemes electrònics i de potència, línies de cable i transmissió, etc.
5). Quina és la importància dels materials aïllants?
La selecció del tipus d’aïllant adequat és molt important perquè la vida útil de l’equip depèn del tipus de material utilitzat.
En aquest article què són materials aïllants / materials aïllants elèctrics , classificació dels materials aïllants, aplicacions, avantatges i propietats de l'aïllament de vidre, aïllant de porcellana i aïllant polimèric o polimèric, es discuteixen les propietats dels materials aïllants. Aquí teniu una pregunta sobre quin tipus de materials aïllants s’utilitzen a la llar?
