MATERIALES
CONDUCTORES Y AISLANTES
En
este trabajo se aborda el estudio de los materiales conductores y aislantes de
la energía eléctrica, que se caracterizan por el movimiento de electrones
libres en sus átomos.
De acuerdo con
la teoría moderna de la materia (comprobada por resultados experimentales), los
átomos de la materia están constituidos por un núcleo cargado positivamente,
alrededor del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas. Estas
cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para toda la
materia.
En los elementos
llamados conductores, algunos de estos electrones pueden pasar libremente de un
átomo a otro cuando se aplica una diferencia de potencial (o tensión eléctrica)
entre los extremos del conductor.
A este
movimiento de electrones es a lo que se llama corriente eléctrica. Algunos
materiales, principalmente los metales, tienen un gran número de electrones
libres que pueden moverse a través del material. Estos materiales tienen la
facilidad de transmitir carga de un objeto a otro estos son los antes
mencionados conductores.
Los mejores
conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata (es el más
conductor), el cobre, el aluminio, etc.
Los materiales
aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes
conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a
las tensiones eléctricas (aislamiento protector).
La mayoría 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 demás características necesarias.
En los
materiales no conductores de la electricidad, o aislantes, los electrones están
sólidamente unidos al núcleo y es difícil arrancarlos de átomo.
Por este motivo,
comparándolos con los conductores, se requiere una diferencia de potencial
relativamente alta para separar algunos electrones del átomo, y la corriente que
se obtiene es prácticamente nula.
Este es un
material que se resiste al flujo de carga, algunos ejemplos de aislante son la
ebonita, el plástico la mica, la baquelita, el azufre y el aire; Buenos
aislantes ó no conductores, son: los aceites, el vidrio, la seda, el papel,
algodón, etc.
CONTENIDO
· MATERIALES
CONDUCTORES DE LA CORRIENTE
· COBRE:
· ALUMINIO:
· AIRE
IONIZADO:
· AGUA:
2. MATERIALES
AILADORES DE LA CORRIENTE:
2.1 PORCELANA:
2.2 VIDRIO:
2.4 AIRE:
2.5 EXAFLUORURO
DE AZUFRE:
CUADRO COMPARATIVO
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
TEMATICA
1. MATERIALES
CONDUCTORES DE LA CORRIENTE
· COBRE:
Símbolo: Cu.
Densidad: 8.9
Kg/dm3
Resistencia
Especifica ρ: 0.0178
Conductividad:
56
Punto de Fusión:
1085 °C
Propiedades: El
cobre es, después de la plata, el metal que tiene mayor conductividad
eléctrica; las impurezas, incluso en pequeña cantidad, reducen notablemente
dicha conductividad. También después de la plata el cobre es el metal que mejor
conduce el calor. No es atacado por el aire seco; en presencia del aire húmedo,
se forma una platina (Carbonato de Cobre), que es una capa estanca, que protege
el cobre de posteriores ataques.
Aplicaciones: El
cobre puro, con un grado de pureza del 99.9%, se fábrica generalmente por
procedimientos electrolíticos. Su denominación normalizada es KE-CU (Cobre
Catódico). Industrialmente, solo se emplea como material conductor cobre
electrolítico.
El cobre
Electrolítico se emplea en electrotecnia especialmente como material conductor
para líneas eléctricas y colectores y como material de contacto en
interruptores de alta tensión. Se utiliza también, por su elevada conductividad
térmica, por ejemplo en equipos de soldadura, tubos de refrigeración y
superficies de refrigeración de semiconductores. Además, el cobre electrolítico
es un componente importante de las aleaciones de cobre.
· ALUMINIO:
Símbolo: Al.
Densidad: 2.7
Kg/dm3
Resistencia
Especifica ρ: 0.0278
Conductividad:
36
Punto de Fusión:
658 °C
Propiedades: El aluminio
presenta buena conductivita eléctrica y es también buen conductor del calor. Es
fácil de conformar por laminado y estirado. Su resistencia es ala tracción,
modelando, es de 90 a 120 N/mm2 y laminado en caliente de 130 a 200 N/mm2. A la
inversa, el alargamiento, varía entre 35 y 3%. El aluminio se puede alear
fácilmente con otros metales. Sometido a la acción del aire, se cubre de una
capa de óxido, que debido a su estanqueidad protege de oxidación ulterior al
metal situado bajo la misma, por lo que el aluminio es resistente a la
corrosión. El aluminio se puede estañar y soldar. Como material conductor se
emplea exclusivamente aluminio puro (99,5 % Al). El aluminio purísimo (Krayal)
contiene 99,99999 % Al: su conductividad aumenta al bajar su temperatura, hasta
, a 4,2 K.
Aplicaciones: El
aluminio puro se emplea, debido a su resistencia a la corrosión y a su baja
densidad, para revestimientos de cables. Su buena deformabilidad lo hace
apropiado para láminas de condensadores, su buena colabilidad para jaulas de
rotores y su buena conductividad para líneas aéreas.
· AIRE
IONIZADO:
· AGUA:
Compuesto de
hidrógeno y oxígeno, de fórmula H2O. Líquido incoloro, inodoro e insípido,
esencial para la vida de los animales y plantas, de los que entra a formar parte.
Muy abundante en la naturaleza, no se encuentra en la misma en estado puro,
sino con gran variedad de sales minerales disueltas. Sus puntos de fusión (0ºC)
y ebullición (100ºC) son la base de las distintas escalas de temperatura.
2. MATERIALES
AILADORES DE LA CORRIENTE:
2.1 PORCELANA:
Densidad:
2,3...2,6 Kg/dm3
ðr: 6...6
ðð ððððððððððð
Tan δð
ð,ðððððððð
Ed: 35 kV/mm
(Porcelana dura tipo 110)
Resist.
Tracción: 3000... 4000 N/cm2
Resist.
Compres.: 40 000... 50 000 N/cm2
La porcelana se
fabrica a base de Caolín (47% SIO2, 30% Al2O3, 14% H2O), al que se mezclan
feldespato y cuarzo. Según la composición y la temperatura de sinterizado se
distinguen diferentes clases de porcelana.
Las porcelanas
duras, empleadas principalmente para aisladores de alta tensión, se sinterizan
a temperaturas elevadas (1400 a 1450 °C).
La porcelana es
frágil y su resistencia a la tracción y a la flexión es pequeña. Sin embargo,
es un buen aislante del calor y de la electricidad y presenta una gran
resistencia contra los ataques químicos.
2.2 VIDRIO:
Densidad:
2,3...2,5 Kg/dm3
ðr: 4...8
ðð ððððððððððð
Tan δð
ð,ððððððððððð
Ed: 10...40
kV/mm
Como materias
primas para la fabricación de los vidrios corrientes para ventanas y botellas
se utilizan la arena de cuarzo (SiO2), polvo de piedra caliza (CaCo3) y sosa
(Na2CO3) en lugar de sosa, se obtienen vidrios difíciles de fundir. Para
distinguirlo de los vidrios a base de plástico, el vidrio a base de cuarzo se
denomina vidrio de silicato o silicio. El vidrio es transparente, e incoloro,
furo y frágil. Pierde sus propiedades aislantes para temperaturas superiores a
300 °C.
El vidrio se
emplea para lámparas de incandescencia, válvulas electrónicas, aisladores y
recipientes resistentes a los ácidos, para acumuladores de plomo fijos.
A partir del
estado líquido, el vidrio se puede estirar en forma de finas fibras, que a su
vez se pueden hilar, dando como resultado la lana de vidrio, que se puede
transformar en tejido. Los fabricados a base de lana de vidrio se emplean para
el aislamiento de conductores devanados que se deban someter a elevadas
temperaturas de servicio.
2.3 ACEITE:
Densidad: 0,86
Kg/dm3
Viscosidad: 6 °
E (Engler) a +20°C
ðr: 2...2,4
ðð
Tan δð ð,ððð
Ed: Hasta 20
kV/mm
Punto de
Solidificación inf. a - 30°C Punto inflam. sup. a 150°C
Los aceites
aislantes, al igual que las masas para fusión e impregnación, tienen por objeto
mejorar el aislamiento y llenar posibles huecos. No deben atacar a los
materiales aislantes impregnados (papel, Tejidos) y deben impregnar a su vez aquellos
materiales aislantes que presenten huecos protegiéndolos así de la humedad.
Como aceites
aislantes se emplean principalmente destilados del petróleo, cuya purificación
(refino) se debe efectuar con todo cuidado, especialmente en lo que se refiera al
azufre, productos capaces de dar lugar a cenizas y a gases.
2.4 AIRE:
El aire es una
mezcla de diferentes gases, principalmente nitrógeno y oxigeno: El aire seco
contiene, en volumen: 78% nitrógeno (N2), 21% de oxigeno (O2), casi 1% de Argón
(Ar); el resto está formado por dióxido de carbono
2.5 EXAFLUORURO
DE AZUFRE:
CONCLUSIONES
Los mejores
conductores son los elementos metálicos como el cobre que es más conductor que
el aluminio, pero menos que la plata y que el oro. Para los elementos
conductores y aislantes se rigen por diferentes escalas de medidas o diferentes
constantes. Por lo que los hace diferentes de los otros como total mente
inversos como son los aislantes de los conductores, como ya había dicho antes
los materiales que tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro
estos son los mencionados conductores; y los que evitan el contacto entre las
diferentes partes conductoras son los mencionados aislantes que tienen una
resistencia muy elevada al paso de la corriente.
Los aceites tienen
características diferentes a los demás aislantes como es la viscosidad, punto
de solidificación y punto de inflamación.
simple y llanamente, el Sr. Pedro es la persona más amable y el mejor oficial de préstamos a su servicio. Tuvimos un camino muy accidentado durante todo el proceso de renovación de nuestro negocio, debido a circunstancias sin fondos. El Sr. Pedro se mantuvo al tanto de todas las partes para asegurarse de que todo siguiera el rumbo a fin de cumplir con nuestra fecha límite ajustada para cerrar nuestro préstamo. Agradecemos todo lo que hizo por nosotros y lo recomendamos a él y a su compañía de préstamos a cualquiera que busque obtener financiamiento. gracias de nuevo mr pedro. comuníquese con el señor pedro jerome en: pedroloanss@gmail.com también en whatsapp: + 1-8632310632.
ResponderEliminar