Materiales aislantes

MATERIALES AISLANTES

 Aislante eléctrico o dieléctrico es aquel material que tiene una conductividad eléctrica tan baja que se puede despreciar la corriente que pasa por él. Esta poca  corriente que pasa a través de un aislante se denomina corriente de fuga. El vacío es el único aislante perfecto ya que tiene inductancia nula y por él no circulan corrientes de fuga. Los demás materiales aislantes son imperfectos, con inductancia no nula pero tan pequeña que sus corrientes de fuga son despreciables. Los aislantes se utilizan en las máquinas eléctricas para asegurar el aislamiento eléctrico entre los conductores y entre éstos y las piezas metálicas y la carcasa. Estos materiales suelen ser la parte más delicada de una máquina eléctrica debido a su sensibilidad a las solicitaciones térmicas, mecánicas y dieléctricas. A la hora de elegir un aislante para una aplicación dada hay que considerar un conjunto de propiedades que debe cumplir y que se pueden clasificar en: • Propiedades eléctricas • Propiedades mecánicas • Propiedades físico-químicas Evidentemente, las propiedades eléctricas son las más importantes, pero no hay que olvidar las demás. De las propiedades no eléctricas, una de las más importantes es la máxima temperatura que puede soportar un aislante sin que sus propiedades eléctricas se vean afectadas.

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

 La resistencia de aislamiento de un aislante es la resistencia que opone al paso de la corriente eléctrica, medida en la dirección en que se tiene que asegurar el aislamiento. La corriente de fuga de un aislante sigue dos caminos: uno sobre la superficie y otro a través del interior del material. La resistencia de aislamiento que presenta el material se debe al efecto de estos dos caminos en paralelo. La resistividad de aislamiento superficial se mide en MΩ y es debida a la resistencia que ofrece la superficie del material al paso de la corriente cuando se aplica tensión entre dos puntos de dicha superficie. Evidentemente esta magnitud está muy afectada por el estado de limpieza de la superficie. La suciedad (grasa, polvo, etc.) depositada sobre la superficie de un aislante reduce la resistividad de aislamiento superficial. Por esta razón, las piezas aislantes hay que construirlas lisas y pulidas. 2- Según la norma UNE 21303 la resistividad superficial es igual a la resistencia superficial que presenta una superficie cuadrada y es independiente del tamaño de este cuadrado. Para obtener esta resistividad se utiliza el montaje de donde se mide la resistencia entre los electrodos (por ejemplo, usando una fuente de tensión continua, midiendo la corriente que aparece y aplicando la ley de Ohm) y la resistividad se calcula multiplicando esta resistencia por el perímetro de un electrodo y dividiéndola por la distancia entre los electrodos. La resistividad de aislamiento transversal o volumétrica se mide en MΩ cm2/cm y es debida a la resistencia que ofrece el dieléctrico a ser atravesado por una corriente cuando se aplica tensión entre dos de sus caras. Esta magnitud no tiene un valor constante para un mismo material, ya que le afectan la temperatura, la humedad, el espesor de la pieza, el envejecimiento del material,. Es obvio que se debe procurar que la resistencia de aislamiento de un material aislante sea lo más alta posible.

PÉRDIDAS EN LOS AISLANTES

Cuando un aislante está sometido a una tensión eléctrica aparece una corriente de fuga que da lugar a unas pequeñas pérdidas de potencia por efecto Joule. Esto sucede tanto cuando la tensión es continua como cuando es alterna.

 -7- Cuando la tensión a la que se somete el aislante es alterna o, al menos, variable en el tiempo, aparece el fenómeno de la histéresis dieléctrica (Fig. 3). Este fenómeno guarda cierta analogía con la conocida histéresis magnética y es debido a la inercia con que el desplazamiento o densidad de carga D sigue las variaciones de la intensidad del campo eléctrico E. Las pérdidas por histéresis dieléctrica son mayores que las debidas al efecto Joule de las corrientes de fuga y son las únicas que se tienen en cuenta cuando un aislante se encuentra sometido a una tensión alterna. Cuando se tienen dos conductores separados por un dieléctrico y conectados a una tensión alterna, el conjunto se comporta como un condensador y a través de él debería circular una corriente puramente capacitiva; es decir, adelantada 90° con respecto a la tensión. El hecho de que existan pérdidas dieléctricas exige que se deba consumir algo de potencia activa de la fuente de tensión, lo que provoca que el desfase ϕ entre la tensión y la corriente sea ligeramente inferior a 90°. De esta manera el factor de potencia cos ϕ no es nulo. El ángulo δ, complementario del ángulo ϕ , se denomina ángulo de pérdidas. Entre los datos de un aislante es frecuente que se indique el valor de la tangente de este ángulo (tg δ), la cual se conoce con el nombre de factor de disipación. Dado el pequeño valor del ángulo δ (normalmente inferior a 1°), sucede que esta tangente es igual al factor de potencia cos ϕ del material aislante.

A continuación te dejamos un enlace de vídeo sobre el tema  https://www.youtube.com/watch?v=sbMNZVMAt6w&t=19s