Se încarcă lecția...
Pregătim conținutul pentru afișare.
EC-ISFVS
Proprietățile materialelor izolatoare, tipurile de izolatoare gazoase, lichide și solide, precum și caracteristicile de bază ale materialelor semiconductoare.
Lecția 2.14
Aceste materiale sunt esențiale pentru izolații, condensatoare și componente electronice active.
Materiale electroizolante
Materialele izolatoare, numite și electroizolante sau dielectrice, sunt materiale nemetalice care opun o rezistență foarte mare trecerii curentului electric. Rezistivitatea lor electrică este cuprinsă între 106 și 1018 Ω·m.
Materialele electroizolante sunt folosite în principal pentru realizarea izolației dintre părțile conductoare aflate la potențiale diferite și pentru realizarea condensatoarelor electrice, unde formează dielectricul dintre cele două armături.
Parametri electrici
Rezistivitatea totală a unui material electroizolant este formată din rezistivitatea de volum, care reprezintă rezistența electrică a unității de volum, și rezistivitatea de suprafață, care reprezintă rezistența unității de suprafață.
Reprezintă raportul dintre capacitatea unui condensator atunci când între armături se află un dielectric și capacitatea aceluiași condensator atunci când între armături se află vid.
Reprezintă tensiunea de străpungere a unui strat de material electroizolant de grosime unitară.
Izolatoare gazoase
Aerul, la presiune normală, este prezent în toate dispozitivele și instalațiile care lucrează direct în atmosferă. Uneori se utilizează la presiune scăzută, în camerele de stingere a arcului electric, sau la presiune ridicată, în dispozitivele de acționare pneumatică.
Azotul, fiind mai puțin coroziv, se utilizează la umplerea baloanelor și a lămpilor cu incandescență, împreună cu un gaz inert, precum și la umplerea vaselor tampon la mecanismele de acționare pneumatică ale întrerupătoarelor de înaltă tensiune. Hidrogenul are conductibilitate termică de aproximativ șapte ori mai mare decât aerul și se utilizează ca agent de răcire la turbogeneratoarele de turație mare.
Izolatoare lichide
Principalele materiale izolatoare lichide sunt uleiurile minerale, utilizate ca electroizolant și ca agent de răcire la transformatoarele electrice de mare putere. Uleiurile vegetale se folosesc la fabricarea lacurilor electroizolante de impregnare.
Uleiurile sintetice pot înlocui uleiurile minerale, având avantajul că nu sunt inflamabile, dar sunt toxice, motiv pentru care există tendința de înlocuire a lor.
Izolatoare solide
Șelacul, colofoniul și chihlimbarul au bune calități electroizolante și se utilizează la lacuri, lianți sau materiale de umplere pentru cabluri.
Polistirenul, PVC-ul, bachelita, cauciucul sintetic, polietilena și ebonita sunt folosite la piese, folii, bobinaje, cabluri flexibile, carcase, borne sau mânere electroizolante.
Sticla se folosește la izolatoare și lămpi, mica este un dielectric foarte bun și rezistent la temperaturi ridicate, iar ceramica electrotehnică se utilizează la izolatoare și piese pentru aparate electrice.
Materiale semiconductoare
Caracteristicile de bază ale materialelor semiconductoare sunt: rezistivitatea variază neliniar cu temperatura, scade odată cu creșterea temperaturii, conducția prin suprafața de contact poate fi unilaterală, iar natura purtătorilor de sarcină depinde de impuritățile existente în material.
Materialele semiconductoare au rezistivitatea cuprinsă între cea a conductoarelor și cea a izolatoarelor, variind între 10-3 și 106 Ω·m. Grupa lor conține elemente simple, precum germaniul, siliciul, seleniul, telurul, carbonul și fosforul, dar și compuși: oxizi ai unor metale, sulfuri și carburi.
Dintre materialele semiconductoare, cele mai utilizate sunt siliciul, germaniul și seleniul, din care se fabrică majoritatea componentelor active ale circuitelor electronice: diode, tranzistoare, tiristoare și circuite integrate.
Verificare