materiais elétricos_11b_pastas e oleos

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Materiais Elétricos

Professor: Celso Ciamponi

Douglas Koiazawa RA: 9230604014

Humberto Moreira RA: 9201588872

Marcio Shigueo Adati Junior RA: 9251716055

Pâmela Ferrarezi Miranda RA: 4211797011

Tiago Ferraz de Oliveira RA: 4436880638

“Aplicações de pastas e ceras isolantes”

“A educação é a mais poderosa arma pela qual se pode mudar o mundo.”

Nelson Mandela


Isolantes elétricos, também conhecidos como dielétricos, são materiais cujas cargas elétricas não conseguem se mover livremente.

Os isolantes elétricos podem ser separados

de acordo com sua rigidez dielétrica, uma

propriedade que influencia na tensão elétrica

máxima que pode ser aplicada entre as

extremidades do isolante sem se romper.

Vidro, borracha e óleos são exemplos de

isolantes elétricos.


D

Examinaremos a seguir, do ponto de vista molecular, porque a

capacitância de um capacitor aumenta com a introdução de um

dielétrico em seu interior. Consideremos um capacitor carregado cujas

placas estão separadas pelo ar ou vácuo. Neste caso o capacitor tem

carga +q em uma placa e -q na outra, como mostra a figura, em

seguida o capacitor é isolado da bateria. A diferença de potencial entre

as placas, Vo, é dada por Vo = q/Co. Onde Co é a capacitância inicial,

isto é sem a presença do dielétrico.


D

Ao inserirmos o dielétrico no interior das placas, observamos que o dielétrico vai ficar polarizado. Este fato pode ser explicado da seguinte forma: Os átomos que não têm momento de dipolo permanente por causa de sua simetria esférica, mas, quando são colocados na presença de um campo elétrico, eles se polarizam, adquirindo um momento de dipolo induzido, na direção do campo E. Isto acontece devido à perturbação no movimento dos elétrons produzida pelo campo elétrico externo

Uma consequência de qualquer um desse dois efeitos é que uma porção de matéria colocada em campo elétrico torna-se eletricamente polarizada, isto é, suas moléculas (ou átomos) tornam-se dipolos elétricos orientados na direção do campo elétrico


D

Um meio que pode ser polarizado por um campo elétrico externo é

chamado dielétrico. A polarização produz uma carga resultante positiva

sobre um dos lados do material e uma carga negativa resultante sobre

o outro lado.


D

Os materiais chamados isolantes, ou dielétricos, não conduzem

eletricidade - a não ser que sejam submetidos a uma tensão

extremamente alta, a chamada tensão de ruptura dielétrica.

Uma comparação de “ruptura dielétrica” com a natureza: o que

acontece quando a tensão é maior que sua capacidade de isolamento.


D

Potencial de Ruptura

Acontece quando o valor máximo entre as placas do condutor é

excedido, causando então um processo chamado ruptura, que permite

a passagem de cargas elétricas de uma carga para outra.

Rigidez dielétrica

É o valor máximo alcançado pelo campo elétrico tolerado pelo material

sem que haja uma ruptura.


M

Dielétricos Polares – é quando os dipolos elétricos buscam um

alinhamento com o campo elétrico externo, que tende a aumentar

quando o campo elétrico aumenta ou quando há uma diminuição de

temperatura.

Os dielétricos polares também produzem um campo elétrico oposto ao

aplicado e com módulo geralmente menor que o módulo do campo

elétrico aplicado.

Dielétricos Apolares – acontece por indução, ou seja, quando as

moléculas são expostas a um campo elétrico externo.


M


Pastas e ceras utilizadas como dielétricos possuem baixo ponto de fusão, podendo ter uma estrutura cristalina, (conjunto de propriedades que resultam de forma ordenada os átomos ou moléculas que o constituem), baixa resistência mecânica, e baixa higroscopia (propriedade que certos materiais possuem de absorver água)

Isolantes Pastosos e Ceras:

ESTRUTURA CRISTALINA

M


Ceras: são materiais fracamente polares, estrutura química complexa, os principais exemplos podemos citar a cera de abelha, cera de carnaúba (folhas da palmeira), e de outras plantas, o uso das ceras não são comuns na indústria. Matérias-primas pastosas não polares, são de baixa constante elétrica e baixa resistividade elétrica, por exemplo, parafina de forma natural ou sintética, seu uso ainda é encontrado em alguns componentes eletrônicos. Matérias-primas pastosas polares, em geral são produtos de constante dielétrica mais elevadas comparando com as citadas acima e com menor resistividade elétrica.

Classificação:

M

MATERIAIS ISOLANTES DE USO INDUSTRIAL MAIS FREQUENTE

Isolantes gasosos:

Ar Anidrido carbônico Azota Hidrogênio Gazes raros

Hexafluoreto de enxofre

Isolantes líquidos:

Óleo mineral Askarel Óleos de silicone


M

Parafina:


A parafina é um derivado do petróleo. Conhecida por sua alta pureza, excelente brilho termoplásticas e de repelência a água e é usada amplamente para a proteção de diversas aplicações. Por sua propriedade de combustível, é a matéria prima essencial na fabricação de velas. É um material pastoso não polar mais usado e mais barato. É obtido de uma das fases de decomposição do petróleo, com elevado teor de metana, através de uma destilação adequada. Após o esfriamento desse destilado, a pasta de parafina se separa do volume restante de material; a parafina assim obtida passa por processo de purificação subsequente, para eliminar restos de óleo e de materiais residuais de fácil oxidação.

P

Uma parafina de boa qualidade se apresenta com aparência branca, livre de ácidos, de bolhas e de outras impurezas. A constante dielétrica se reduz com elevação de temperatura, mudando bruscamente seu valor quando passa do estado sólido ao líquido. É altamente anti-higroscópico ou repelente a água, o que mantém elevada sua rigidez dielétrica e a resistividade superficial e transversal, e o recomenda como material de recobrimento de outros isolantes.


P

Pasta de silicone:


As pastas de silicone são usadas mais com finalidade lubrificantes do que elétricas, com uma estrutura molecular semelhante à dos óleos de silicone, e guardando também basicamente as mesmas propriedades, quando frequentemente recebem o acréscimo de pó de grafita para melhorar suas características antifricção. São usadas, eletricamente, para proteção de partes onde se deve reduzir a oxidação, tal como nas peças de contato, em articulações condutoras e outras, também são usadas como pastas de recobrimento de partes isolantes expostas, por serem repelentes a água, que devem manter elevada resistividade superficial.

P

Resinas:


Define-se como uma família bastante grande, e frequentemente ampliada de matérias-primas que, apesar de origens e características diferentes, possuem composição química ou propriedades físicas semelhantes. Resinas podem ser classificadas como naturais ou sintéticas.

T

Resinas naturais de origem animal:


Devido às melhores características apresentadas pelas de origem sintética, é cada vez menor o uso das de origens naturais, dentre as quais se destacam as duas que seguem:

Goma-laca

De origem animal, que se apresenta como resíduo de insetos tropicais sobre os galhos de árvores. Pode ser utilizada para impermeabilizar superfícies porosas e como camada isolante entre películas de tinta em certas técnicas (sobretudo na pintura à têmpera).

T

Resinas naturais de origem vegetal:


Copal

De origem vegetal, obtida de certas árvores. Industrialmente são empregadas na preparação de alguns tipos de vernizes.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Verniz

Resinas sintéticas:


São obtidas por complexos processos químicos, reunindo diversas matérias-primas. Dentro desse grupo se destacam as resinas polimerizadas, condensadas e epóxi.

Resinas Sintéticas Polimerizadas:


Procede-se a um agrupamento de matérias de baixo peso molecular, que assim originam uma estrutura macromolecular, onde o polímero tem a mesma estrutura molecular como o monômero. Possuem derivados com comportamento polar e não polar. Entre os polares se destaca o cloreto de polivinila (PVC), de amplo uso na área dos isolamentos de condutores elétricos. Os não polares tem uso generalizado em equipamentos e materiais de baixa, média e alta tensão.

Resinas Sintéticas Condensadas

São resultantes da policondensação, que vem a ser um processo de crescimento no qual ocorre a eliminação de matérias elementares. São largamente utilizadas nas aplicações eletrotécnicas.

T

As resinas epóxi são utilizadas em várias aplicações na indústria elétrica e eletrônica. Como isoladores. Elas possuem alta rigidez dielétrica, alta dureza, excelente aderência, alta resistência química e podem

ser aplicado á temperatura ambiente ou curado em

estufa. São extremamente versáteis. Após aplicados

e curados as resinas são extremamente resistentes

e impermeáveis , ficando os componentes

encapsulados totalmente invioláveis, pois qualquer

método mecânico, químico ou térmico para

remover a resina com certeza ira destruir os

componentes encapsulados antes.

RESINA EPÓXI


T

Excelente adesão, alta dureza e resistência à abrasão.

RESINA EPÓXI PARA ENCAPSULAMENTO

A resina epóxi foi desenvolvida para encapsulamentos eletro-eletrônicos

e possui as seguintes

Características:

Facilidade de processamento.

Excelentes propriedades dielétricas com alta isolação.

Resistência química elevada.

Estabilidade aos ciclos térmicos, impactos e ações mecânicas.


T

Obrigado!!!


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