Qué Es Un Aislante En Electrónica: Para Qué Se Usa

Un aislante eléctrico es un material que no permite fácilmente el flujo de electricidad a través de una corriente eléctrica. Los materiales que se usan típicamente para aislar incluyen el caucho, el plástico y el vidrio.

En transformadores y motores eléctricos se utiliza barniz. En algunos interruptores se utilizan gases aislantes como el hexafluoruro de azufre. Los cables que transportan corrientes eléctricas suelen estar aislados para que la electricidad vaya al lugar correcto.

¿Qué es un aislante en electrónica?

Aislante puede significar no sólo el material sino también las cosas que están hechas de ese material. Se fabrican en diversos materiales como: vidrio, silicona, caucho, plástico, aceite, madera, algodón seco, cuarzo, cerámica, etc.

El tipo de aislante dependerá de los usos. Los aisladores tienen alta resistividad eléctrica y baja conductividad. Los aislantes previenen la pérdida de corriente y hacen que la corriente sea más eficiente al concentrar el flujo.

Dispositivos aislantes

La transmisión de energía eléctrica utiliza tres tipos de aislantes aéreos: aisladores de clavijas, aisladores de suspensión y aisladores de tensión.

• El pasador aislante es el aislante más antiguo que se ha desarrollado. Los aislantes tipo clavija pueden tener hasta tres partes, dependiendo de la cantidad de voltaje.

• El aislante de suspensión es para tensiones superiores a 33KV, los aisladores múltiples se conectan en serie.

• El aislante de deformación es el mismo que un aislante de suspensión, pero se utiliza horizontalmente, mientras que el aislante de suspensión se utiliza verticalmente. El aislante de deformación se utiliza para aliviar la línea de tensión excesiva, que ocurre cuando hay un callejón sin salida de la línea o una curva pronunciada.

Definición función de un aislante

El aislante electrónico o eléctrico es un dispositivo diseñado para el aislamiento eléctrico y la fijación mecánica de equipos o conductores que están sujetos a diferencias de potencial eléctrico. Los aisladores están destinados a evitar el flujo de corriente, por lo tanto, los materiales se eligen donde las cargas eléctricas internas no fluyen libremente y que no conducen corriente bajo la influencia de un campo eléctrico.

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La propiedad del material que distingue un medio aislante de otras sustancias es su resistividad. Un aislante puede ser un gas, un líquido o un sólido. Un aislante perfecto no existe, inclusive los materiales de alta resistividad poseen pequeñas cantidades de dispositivos móviles (portadores de carga) que podrían conducir una corriente eléctrica, igualmente, todos los aislantes se vuelven eléctricamente conductores si se aplica un voltaje suficientemente grande.

Entonces el campo eléctrico arrancará los electrones de los núcleos nucleares. Esto se conoce como avance eléctrico en un aislante, algunos materiales, como el vidrio, papel y el teflón, tienen una resistividad muy alta y son muy buenos aislantes eléctricos.

Muchos materiales se usan como aislantes a pesar de que tienen una resistividad menor que los mejores aislantes. Sin embargo, estos son lo suficientemente buenos como para evitar que una corriente significativa pase a través de ellos a los voltajes utilizados y, por lo tanto, se usan como aislamiento para el cableado eléctrico. Ejemplos son los polímeros similares al caucho y la mayoría de los plásticos.

Los aislantes se utilizan en equipos eléctricos para soportar los conductores eléctricos entre sí y sus alrededores, un material para el aislamiento utilizado para enrollar cables eléctricos u otros equipos se llama aislante.

El término aislante también se usa más específicamente para referirse a los componentes aislantes utilizados para conectar los conductores eléctricos en una línea de alimentación, las líneas eléctricas con tensión no hubieran sido posibles si no se hubiera logrado desarrollar materiales que puedan soportar tensiones elevadas sin sufrir daños.

Tipos de aislantes eléctricos

Una variedad de materiales, tanto sólidos, líquidos y gaseosos, se utilizan como aislantes eléctricos. Aquí hay una lista de algunas sustancias comunes:

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• Cerámica y porcelana; Este ha sido y sigue siendo en parte el material estándar para instalaciones de alta tensión.

• El caucho, en sus formas naturales y sintéticas, se utilizó como aislante desde antes de la década de 1870 y hasta la década de 1950. Se ha utilizado para el cableado, especialmente para instalaciones domésticas y cableadas de electrodomésticos.

• El plástico, como el cloruro de polivinilo (PVC) y otros tipos, reemplazó gradualmente al caucho como aislante para cables y otras partes. El PVC y el nylon son ahora los más comunes en la mayoría de los tipos de cables.

• El PEX (polietileno reticulado) se usa ampliamente como aislamiento para cables de alimentación de más de 1 kV, otros materiales plásticos típicos son PVC, PE y EPR.

• Vidrio (sílice y piedra caliza); Este material fue utilizado para telégrafos y otros aparatos de baja tensión. El llamado "vidrio templado" se usa ampliamente hoy como aislante en materiales de alta tensión. El curado se lleva a cabo calentando el vidrio a unos 700 ° C y luego enfriándolo con una corriente de aire frío.

• El papel y el cartón se usan como material aislante, ya que son baratos y se pueden usar solos donde no hay alta temperatura o voltaje.En los materiales de alta tensión, el papel y el cartón son muy comunes, pero luego como material impregnado de aceite.

• La mica es un material duradero y estable incluso cuando está expuesto a la intemperie. Es un buen conductor térmico que también es un buen aislante eléctrico. La mica es muy importante para los tipos más comunes de condensadores. La mica consiste en mica que se pega bajo alta presión y temperatura. El aglutinante es resinas fenólicas, epóxidos y resinas sintéticas.

• El teflón (politetrafluoroetileno) es un material liso, duradero y resistente a la corrosión que se utiliza, entre otras cosas, en el aislamiento de cables.

• Perfluoroalcoxi (PFA, pertenece al grupo de parches de flúor); Este material es resistente a sustancias químicas agresivas, es transparente y flexible. Es ampliamente utilizado para aplicaciones cerca del mar porque es resistente al agua salada.

• El gas, especialmente el aire, es un medio aislante muy utilizado, ya que la distancia entre conductores de diferentes voltajes puede aumentarse para lograr la resistencia eléctrica deseada. El hexafluoruro de azufre a alta presión se usa como medio aislante en plantas encapsuladas de alto voltaje. Al usar este gas en lugar de aire, la distancia entre los conductores se puede reducir a alrededor de una décima.

• Los líquidos, porque principalmente el aceite aislante, a menudo llamado aceite de transformador, es un producto de petróleo utilizado como aislante. El transformador en sí, es decir, el núcleo de hierro y los devanados, se sumerge en un gran tanque lleno de aceite por donde circula el aceite para disipar la pérdida de calor. Las bobinas están aisladas con una tela diferente, con mayor frecuencia papel, de modo que ambos materiales se incluyen como parte del sistema de aislamiento. Algunos condensadores también usan aceite, así como interruptores.

Algunas sustancias están prácticamente fuera de uso, como el asbesto. Aunque tiene varias buenas propiedades técnicas, el polvo de este mineral es muy perjudicial para la salud. Los tableros para interruptores e instrumentos de medición a menudo estaban hechos de pizarra pulida o mármol hasta principios de la primera mitad del siglo XX.

Propiedades características de los materiales aislantes

Un aislante se define como "un dispositivo diseñado para el aislamiento eléctrico y fijación mecánica de equipos o conductores sujetos a diferencias de potencial eléctrico". En la práctica, esto significa que ambos se refieren al material en sí mismo como un aislante, además de ser una unidad electrotécnica.

Es común establecer la resistividad de los materiales aislantes en la unidad Ω · m. Típicamente, la resistividad de los materiales aislantes comunes estará en el rango de 10 ¹⁰ a 10 ¹⁵ Ω · m.

Los materiales que no poseen electrones que pueden llevar electricidad son aislantes si también carecen de otras cargas móviles, por ejemplo, si un líquido o gas posee iones, se podrían mover como corriente eléctrica, y el material es un conductor, los electrolitos y los plasmas poseen iones y actúan como conductores independientemente de si los electrones están involucrados en un flujo de corriente.

Impacto eléctrico

Cuando un material aislante se expone a un voltaje suficientemente alto, pueden producirse interrupciones eléctricas. El aislante se convierte de repente en un conductor, lo que provoca un gran aumento de corriente a través del arco eléctrico que surge.

El avance eléctrico ocurre cuando el campo eléctrico en el material se vuelve lo suficientemente fuerte como para acelerar los portadores de carga libre, es decir, electrones e iones que siempre están presentes en bajas concentraciones, a una velocidad lo suficientemente alta como para separar los electrones de los núcleos. Por lo tanto, los átomos están ionizados.

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Los electrones e iones liberados a su vez acelerarán y liberarán electrones de otros átomos, creando más portadores de carga en una reacción en cadena. Por ende, el aislante se llena rápidamente con portadores de carga móviles, y su resistencia cae a un nivel bajo, en un sólido, el voltaje de ruptura es proporcional a la energía del intervalo de banda.

En general, los avances en un material de aislamiento van acompañados de cambios físicos o químicos que perjudican permanentemente las propiedades aislantes del material, a menudo, el material puede destruirse por completo, por ejemplo, comenzando a quemarse o fragmentarse.

En algunos materiales de aislamiento, el cableado puede quemarse a temperaturas muy altas. El calor ha proporcionado la energía suficiente para que los electrones de valencia entren en la banda de conducción