Aislantes De Electricidad: Qué Es, Conductividad Y Resistividad Eléctrica, 7 Tipos

Los aislantes de electricidad son elementos que surgieron a los largo de la historia en la aplicación de la electricidad, juegan un papel importante en el uso de líneas eléctricas aéreas, debido a que son diseñados de una manera específica para soportar la carga mecánica que el conductor transmite a través de ellos, además de impedir el flujo de corriente hacia la estructura, aplicación que tiene lugar en el soporte estructural.

Es importante tomar en cuenta que los aisladores datan de mucho antes que el desarrollo de las líneas eléctricas, tales inicios se dieron a finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX en los introducción de los aislantes en las líneas de telégrafos, mientras que los inicios de las líneas eléctricas datan del año 1882.

Sin embargo, más adelante se introdujeron los aislantes de electricidad con una nueva actualización tal y como los conocemos hoy en día a partir de su fabricación en el año 1890.

¿Qué son los aislantes de electricidad?

Los aislantes de electricidad idealmente fueron construidos para separar las partes activas de un equipo eléctrico, es decir, para que las partes conductoras permanecieran separadas lo que se conoce como aislamiento de la instalación, también y de gran importancia, evitar que las personas tengan algún contacto eléctrico con alguna parte activa de un circuito lo que se conoce como aislamiento protector.

Impiden el flujo de la corriente a lugares donde no se desea.

El campo eléctrico que se aplica en un circuito cerrado conductor es el que produce la circulación de corriente, este campo eléctrico se aplica a través de una tensión o voltaje. 

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Este mismo voltaje al ser aplicado en aislantes de electricidad no produce un movimiento de las cargas eléctricas internas del material aislante, esta es la diferencia que tienen los materiales aislantes con los conductores, y la razón por la cual se llaman así.

Se les llama aislantes eléctricos, porque cuando se les aplica la misma tensión que un conductor, no circula corriente, sin embargo, los aislantes eléctricos no son perfectos y aunque tienen la características de impedir el flujo de corriente en ellos pueden dejar de hacerlo.

Los aislantes eléctricos impiden el flujo de corriente siempre y cuando se aplique un voltaje en el cual el material permanezca como aislante, es decir, siempre y cuando el voltaje se mantenga en un umbral correcto para dicho aislante.

Si el voltaje supera dicho umbral el campo eléctrico aumenta y la fuerza que experimentan las cargas es mayor, por lo tanto, a partir de allí se puede hacer que salten los electrones internos del material, lo que se conoce como tensión de ruptura del aislante.

Los aislantes de electricidad tienen una características de resistencia mucho mayor a la de los conductores.

Conductividad eléctrica

Es la facilidad que tiene un material para permitir el flujo de corriente. Depende de muchos factores entre los cuales están:

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El nivel de facilidad que tiene una fuente externa de voltaje para desprender electrones en los átomos de un material, cuando se le aplica un voltaje a un material conductor las cargas eléctricas negativas (electrones) se mueven entre los átomos del material de uno a otro.

Estos electrones se conocen como electrones libres del material, y a este movimiento de electrones se denomina corriente eléctrica.

Por el contrario los aislantes de electricidad tienen la propiedad de no cumplir con esta capacidad de conductividad eléctrica, lo que significa que estos materiales tienen el menor número de electrones libres posibles.

Resistividad eléctrica

La resistividad indica que tanto un material se opone a la corriente, esto nos puede dar una idea de si un material es aislante o es conductor, por lo tanto, un material con resistividad baja es un conductor, pero un material con resistividad alta es un aislante, para demostrar esto se tiene lo siguiente.

La resistividad de materiales aislantes como el vidrio y el plástico están en el orden de 10^12 (Ohm.m), mientras que la resistividad en el cobre es de 1.7 x 10^-8 (Ohm.m).

Como se ve anteriormente en cuanto a la comparación de la resistividad del vidrio y del cobre se puede notar porque uno es aislante (vidrio) y el otro es conductor (cobre).

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Tipos 

A continuación veremos los tipos de materiales aislantes de electricidad más utilizados en la actualidad que sirven para impedir el flujo de la corriente:

Madera

La madera es uno de los materiales que son utilizados como aislantes de electricidad en una gran cantidad de casos como en las instalaciones de cables sobre postes de media y alta tensión.

La madera es de gran utilidad debido a sus características particulares como aislante, se utiliza bastante en circuitos eléctricos que involucran el agua.

Tiene características térmicas naturales que combaten las bajas y altas temperaturas.

Sin embargo, es necesario tomar en cuenta que la madera puede conducir corriente dependiendo de su nivel de humedad, como en el caso de impactos de rayos sobre instalaciones eléctricas provocando desestabilización en la misma.

Cerámicas de óxidos

Son materiales que son malos conductores de la electricidad, es decir, aislantes, se utilizan tanto en aparatos electrónicos como en bujías pero más en estas últimas, ya que controlan las temperaturas como resultado de la combustión del aceite y evita el sobrecalentamiento.

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Vidrio

La estructura molecular de este material lo hace ideal para no absorber la humedad y esto resulta de gran importancia para ser utilizado en las instalaciones de cables de alta tensión.

Sin embargo, es importante mencionar que puede funcionar mejor si se mezcla adecuadamente con el aire. La desventaja es que es un material delicado.

Teflón

Es un material que cumple con una gran cantidad de características que lo hacen muy útil en su uso como aislante, algunas de las propiedades con las que cuenta son:

Es resistente a bajas y altas temperaturas, la electricidad y los químicos; se usa para para recubrir los cables de electricidad.

Caucho

Su alto grado de flexibilidad, le permite soportar deformaciones sin fatigarse, cambios de temperatura, se utiliza en las instalaciones internas de las casas.

Plástico

Sus átomos internos están muy unidos lo que hace difícil la liberación de electrones en este material, se usa de la misma manera que el caucho pudiendo ser su sustituto.

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El PVC y el nylon son los derivados más usados del plástico.

Papel y cartón

Ambos materiales se pueden utilizar como aislantes eléctricos, la desventaja es la mala propiedad que tienen para resistir altas temperaturas por lo tanto, se utilizan en bajas temperaturas y a bajos voltajes.