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CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS MATERIALES AISLANTES
Los materiales aislantes tienen la funcin de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras
(aislamiento de la instalacin) y proteger a las personas frente a las tensiones elctricas (aislamiento protector)
La mayora de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy grandes. Esto se debe a
la ausencia de electrones libres.
Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden deducirse las
dems caractersticas necesarias.
Para ello se han normalizado algunos conceptos y se han fijado los procedimientos de medidas.
Propiedades elctricas.
Resistividad de paso PD.
Es la resistencia que presenta un cubo de 1 cm de arista.
Resistencia superficial y resistencia a las corrientes de fugas.
En altas tensiones pueden aparecer corrientes elctricas como consecuencia de depsitos sobre la superficie de
los aislantes. Al cabo de un cierto tiempo la corriente podra atacar a estos materiales. Precisamente los
plsticos son muy sensibles a ello, pues al ser sustancias orgnicas contienen carbono.
Rigidez dielctrica ED en kV / mm.
Se mide la tensin ala que se produce una descarga disruptiva entre dos electrodos.
La rigidez dielctrica no es una magnitud lineal, sino que depende de una serie de factores
Permitividad relativa Er.
Es importante que la permitividad relativa de los aislantes sea pequea, pero por otro lado los aislantes
empleados como dielctricos en los condensadores debern presentar una gran permitividad. Adems para
poder valorar las propiedades del material debe saberse en que forma depende Er de la frecuencia.
Comportamiento electroesttico.
La carga electrosttica es posible debido a las altsimas resistencias de los plsticos.
Junto a las propiedades elctricas ya citadas los aislantes deben reunir tambin una serie de requisitos trmicos
mecnicos qumicos y tecnolgicos que dependen de los fines para los que se destinen.
TERMOFIJOS
Los Aislamiento agrupados bajo el nombre de termofijos estn constituidos por
materiales que se caracterizan porque, mediante un proceso de vulcanizacin, se
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hace desaparecer su plasticidad y se aumente su elasticidad y la consistencia
mecnica.
Estos aislamientos se aplican generalmente por extrusin y se someten a un
proceso de vulcanizacin elevando la temperatura a los valores requeridos.
Los aislantes termofijos ms usados son el hule natural y los hules sintticos,
conocidos con el nombre genrico de elastmeros y ms reciente algunos
derivados del polietileno.
El hule natural fue, con el papel, uno de los materiales usados para el
aislamiento de cables. Se obtiene del ltex de un rbol tropical originario de
Brasil. Para utilizarlo como aislamiento se mezcla con otras substancias:
plastificantes, agentes de vulcanizacin (1 a 2% de azufre) y modificadores y
vulcanizado se emplea mucho en baja tensin y con menos frecuencia para
tensiones mas elevadas hasta de 25 Kv.
Los hules sintticos mas utilizados como aislamientos de cable son :
estirenobutadieno (SBR) el butilo, el neopreno, y el etilenopropileno (EPR)
El estirenobutadieno conocido comercialmente con las iniciales SBR sus
cualidades elctricas y mecnicas son ligeramente inferiores a las del hule natural.
En cambio sus cualidades de resistencia a los agentes qumicos y al
envejecimiento son algo superiores, por sus caractersticas y su bajo precio se ha
utilizado principalmente en el aislamiento de cables de baja tensin.
El butilo es un hule sinttico cuya propiedad principal es poder trabajar a
temperaturas mas elevadas que el hule natural su temperatura de operacin es
de 85 C. Tambin ofrece una mayor resistencia a la ionizacin lo que permite
usarlo para tensiones mas altas, una gran flexibilidad y resistencia a la humedad
superior a la del hule natural. Aunque la materia prima para este tip o de
aislamiento es barato su proceso de fabricacin es elevado por lo que el precio
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final es costoso. Tiene aplicaciones para corta longitud, para aplicaciones
especiales.
MATERIALES CERAMICOS EMPLEADOS EN ELECTROTECNIA
Los aislantes cermicos se forman a partir de silicatos pulverizados y otros xidos y otros xidos metlicos, y
se cuecen a continuacin. Se trata de un proceso de sinterizacin. Luego se les suele proveer de un
revestimiento vitrificado para evitar la entrada de agua al desgastarse los poros.
Los materiales cermicos se clasifican en distintos grupos subdivididos a su vez segn sus materias primas.
El rasgo caracterstico que tienen en comun todos estos materiales es que son compuestos de metales y no
metales.
Los materiales cermicos se caracterizan por ser:
Duros
muy frgiles
resistentes a las roturas por cargas estticas
resistente a las lejas
resistente a los cidos
resistente a la traccin
CARACTERSTICAS GENERALES DE LOS MATERIALES MAGNTICOS YFERROMAGNETICOS
Las sustancias ferromagnticas son las que, como el hierro, mantienen un momento magntico incluso cuando
el campo magntico externo se hace nulo. Este efecto se debe a una fuerte interaccin entre los momentos
magnticos de los tomos o electrones individuales de la sustancia magntica, que los hace alinearse de forma
paralela entre s. En circunstancias normales, los materiales ferromagnticos estn divididos en regiones
llamadas `dominios'; en cada dominio, los momentos magnticos atmicos estn alineados en paralelo. Los
momentos de dominios diferentes no apuntan necesariamente en la misma direccin. Aunque un trozo de
hierro normal puede no tener un momento magntico total, puede inducirse su magnetizacin colocndolo en
un campo magntico, que alinea los momentos de todos los dominios. La energa empleada en la reorientacin
de los dominios desde el estado magnetizado hasta el estado desmagnetizado se manifiesta en un desfase de la
respuesta al campo magntico aplicado, conocido como `histresis'.
Un material ferromagntico acaba perdiendo sus propiedades magnticas cuando se calienta. Esta prdida es
completa por encima de una temperatura conocida como punto de Curie, llamada as en honor del fsico
francs Pierre Curie, que descubri el fenmeno en 1895. (El punto de Curie del hierro metal
Las propiedades magnticas de los materiales se clasifican siguiendo distintos criterios.
Una de las clasificaciones de los materiales magnticos que los divide en diamagnticos, paramagnticos y
ferromagnticos se basa en la reaccin del material ante un campo magntico. Cuando se coloca un material
diamagntico en un campo magntico, se induce en l un momento magntico de sentido opuesto al campo.
En la actualidad se sabe que esta propiedad se debe a las corrientes elctricas inducidas en los tomos y
molculas individuales. Estas corrientes producen momentos magnticos opuestos al campo aplicado. Muchos
materiales son diamagnticos; los que presentan un diamagnetismo ms intenso son el bismuto metlico y las
molculas orgnicas que, como el benceno, tienen una estructura cclica que permite que las corrientes
elctricas se establezcan con facilidad.
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El comportamiento paramagntico se produce cuando el campo magntico aplicado alinea todos los
momentos magnticos ya existentes en los tomos o
Molculas individuales que componen el material. Esto produce un momento magntico global que se suma al
campo magntico. Los materiales paramagnticos suelen contener elementos de transicin o lantnidos con
electrones desapareados. El paramagnetismo en sustancias no metlicas suele caracterizarse por una
dependencia de la temperatura: la intensidad del momento magntico inducido vara inversamente con la
temperatura. Esto se debe a que al ir aumentando la temperatura, cada vez resulta ms difcil alinear los
momentos magnticos de los tomos individuales en la direccin del campo magntico.ico es de unos 770 C.
Uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las
fuerzas magnticas son producidas por el movimiento de partculas cargadas, como por ejemplo electrones, lo
que indica la estrecha relacin entre la electricidad y el magnetismo. El marco que ana ambas fuerzas se
denomina teora electromagntica. La manifestacin ms conocida del magnetismo es la fuerza de atraccin o
repulsin que acta entre los materiales magnticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden
observar efectos ms sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves
importantes para comprender la estructura atmica de la materia.
Historia de su estudio
El fenmeno del magnetismo se conoce desde tiempos antiguos. La piedra imn o magnetita, un xido de
hierro que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, ya era conocida por los griegos, los romanos y los
chinos. Cuando se pasa una piedra imn por un pedazo de hierro, ste adquiere a su vez la capacidad de atraer
otros pedazos de hierro. Los imanes as producidos estn `polarizados', es decir, cada uno de ellos tiene dos
partes o extremos llamados polos norte y sur. Los polos iguales se repelen, y los polos opuestos se atraen.
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