3. Materiais isolantes

Prévia do material em texto

MATERIAIS ISOLANTES 
Propriedades dielétricas 
Constante dielétrica 
Potencial de ruptura 
• Força dielétrica [MV/m] 
Comportamento dielétrico 
Comportamento dielétrico 
Fonte: wikipedia 
Capacitor de placas paralelas 
Materiais piezeléticos 
https://www.youtube.com/watch?v=asFZS84lfn0 
Materiais Piroelétricos 
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=gerador-piroeletrico&id=010115120628#.ViV97CuOSRQ 
 
Materiais Ferroelétricos 
Acima da 
temperatura de 
Curie a 
assimetria 
desaparece 
Materiais Ferroelétricos 
Materiais Ferroelétricos 
Condução elétrica em isolantes 
Condutividade iônica 
Propriedades elétricas dos polímeros 
Estrutura do poliacetileno 
Grafita 
http://www.mundoeducacao.com/quimica/por-que-grafite-conduz-corrente-eletrica-diamante-nao.htm 
Grafita 
Tangente de Perda 
Fator de Perda 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Isolantes gasosos 
• Ar 
 
 
 
• Hexafluoreto de enxofre (𝑆𝐹6) 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Isolantes líquidos 
• Óleo mineral 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Isolantes líquidos 
• Óleos de Silicone 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Isolantes pastosos e ceras 
 
1. Ceras 
2. Matérias primas pastosas não polares 
3. Matérias primas pastosas polares 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Isolantes pastosos e ceras 
• Parafina 
• Pasta de silicone 
• Resinas e vernizes 
• Resinas naturais e sintéticas 
• Isolantes fibrosos 
 
• Papel: celulose 
- É muito frequente o uso do papel para finalidade elétricas sobretudo devido a sua grande flexibilidade, 
capacidade de atingir espessuras pequenas, preço razoável e estabilidade térmica (100°C) 
- O problema é a elevada higroscopia – consequência da disposição irregular cruzada das fibras (40%do 
papel são de fibras o resto são espaços vazios) 
- Elevada resistência mecânica transversal 
- Isola espiras de fios – impregnados com óleos e vernizes – capacitores 
- Após a secagem do verniz o papel torna-se rígido e pode ser usado em placas como base de suporte para 
outros componentes ou mesmo como separadores dielétricos no caso de barramentos ou base de suporte 
de núcleo de transformadores ou dos enrolamentos do motor dentro da ranhura 
 
• Fibras sintéticas: variação de preço e propriedades 
- Melhoram as características elétricas mecânicas e químicas (envelhecimento) dos produtos em que são 
uados 
a. poliamida: material resistente a ação do fogo, elevada flexibilidade e capaz de suportar elevados 
esforços de tração 
 - natureza compacta e não porosa, baixo coeficiente de atrito 
 - precisa de verniz p melhorar a consistência 
b. Fibras de vidro: 
- Pode atingir espessuras de até 5 a 10 micrometro 
- Estabilidade térmica elevada – usadas para suportar altas temperaturas de 200 a 300°C – casos típicos são as 
câmaras de extinção de arco-voltaico 
- Usado sobretudo em disjuntores de média e alta tensão com reduzido volume de óleo 
- Precisa de verniz 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Vidro 
• É uma solução moderna para diversos problemas anteriormente 
apenas resolvidos com porcelana 
• O vidro é encontrado em sua forma normal e temperada 
• Sendo um produto resultante de composição percentual variável 
de diversos componentes suas características podem variar 
• Podemos porém caracterizar o vidro sob alguns aspéctos 
a. Suportar temperaturas elevadas – temperatura de serviço entre 
200-250°C – elevada estabilidade térmica 
b. Peso específico relativamente baixo – valor em torno de 
2,5g/cm³ 
c. Permite tratamento térmico – o que eleva muito suas 
propriedades mecânicas 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
• Cerâmicas 
• Vidros (têmpera do vidro) 
Materiais isolantes com uso mais 
frequente 
Referencias 
Ashby , Michael; Shercliff, H.; Cebon, D. “Materiais – 
engenharia, ciência, processamento e projeto”. Elsevier . 
Trad. da 2ª ed. americana. 
 
Schmidt, Walfredo; “Materiais elétricos – Volume 2: 
Isolantes e magnéticos”. Blucher . 3ª edição. 
 
Callister Jr., W. D.; Rethwisch, D. G. “Ciência e Engenharia 
de Materiais – Uma Introdução”. Tradução da 8ª Edição 
Americana. LTC