ENSAYO DIELECTRICOS

INSTITUTO TECNOLOGICO DE OAXACA

INGENIERÍA MECÁNICA

EJEMPLOS, USOS Y APLICACIONES DE LOS DIELECTRICOS

MATERIA: ELECTROMAGNETISMO

CATEDRÁTICO: ING. M.C. FROYLAN FLORES ARAGON

ALUMNO: GARCIA SALOMON RAMIRO

GRUPO: MD

HORA: 17:00 – 18:00

INTRODUCCION

Existen dos tipos de moléculas las moléculas polares y las moléculas no polares.

Las moléculas polares son aquellas en las que no coincide el centro de distribución de cargas positivas y el de las negativas, el ejemplo más significativo es el agua. Los iones hidrógeno no están alineados y dispuestos simétricamente a uno y otro lado del ión oxígeno, sino que tienen una disposición triangular.

Las moléculas no polares son aquellas en las que coincide el centro de distribución de las cargas positivas y negativas. Las moléculas de oxígeno, nitrógeno, compuestas por dos átomos iguales pertenecen a esta categoría.

Las moléculas polares bajo la acción de un campo eléctrico experimentan un par de fuerzas que tienden a orientarlas en el sentido del campo. Las moléculas no polares, se hacen polares en presencia de un campo eléctrico, ya que las fuerzas sobre cada tipo de carga son iguales y de sentido contrario.

Los dieléctricos se emplean en los condensadores para separar físicamente sus placas y para incrementar su capacidad al disminuir el campo eléctrico y por tanto, la diferencia de potencial entre las mismas. La constante dieléctrica es la propiedad que describe el comportamiento de un dieléctrico en un campo eléctrico y permite explicar, tanto el aumento de la capacidad de un condensador como el índice de refracción de un material transparente.

Con el programa interactivo de esta página, experimentaremos con un modelo de sustancia dieléctrica consistente en un número pequeño, pero suficiente de moléculas. Distinguiremos entre el comportamiento individual de cada molécula, y el comportamiento de la muestra en su conjunto. Veremos como este comportamiento se ajusta a la denominada ley de Langevin, deducida para un número muy grande de moléculas.

CONCEPTO PREVIO

Dielectrico es una sustancia no conductor, es decir aislante; aunque el dielectrico y el aislador generalmente se consideran sinónimo, el término dieléctrico es mas de uso frecuente al considerar el efecto de alternar campos eléctricos en la sustancia mientras que el aislador es mas de uso frecuente cuando el material se esta utilizando para soportar un alto campo eleéctrico.

EJEMPLOS

Los materiales dieléctricos se caracterizan por ser prácticamente aislantes debido a que sus cargas, denominadas cargas ligadas, por que se encuentran ligadas a sus átomos, no tienen tanta libertad de movimiento como en los conductores. Estos materiales están compuestos por átomos y moléculas cuya distribución interna de cargas se modifica en presencia de un campo eléctrico.

Los dieléctricos son un material utilizado principalmente en la fabricación de condensadores para obtener una cierta capacidad, ya que la presencia del material dieléctrico afecta de la siguiente manera a los condensadores:

Donde C0 es el valor de la capacitancia del condensador sin material dieléctrico, o con el aire como material dieléctrico y K es la constante dieléctrica del material, esto quiere decir que el material dieléctrico aumenta la capacitancia en un factor k cuando el material dieléctrico llena por completo la región entre las placas del capacitor. A continuación se presenta una tabla de los materiales dieléctricos mas utilizados en la fabricación de condensadores, presentando en ella algunas de sus propiedades principales.

Tabla extraída del Libro de Física de Resnick Primera Edición.

TIPOS DE DIELECTRICOS

SÓLIDOS:

Los dieléctricos sólidos son quizás los dieléctricos más de uso general de la ingeniería eléctrica, y muchos sólidos son aislantes muy buenos. Algunos ejemplos incluyen porcelana, cristal, el papel, la goma y la mayoría de los plásticos así como las cintas sintéticas: tereftalato de polietileno (PET), naftalato de polietileno (PEN) y sulfido de polifenileno (PPS) que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los bobinados. Tienen excelentes propiedades dieléctricas y buena adherencia sobre los alambres magnéticos.

LÍQUIDOS:

Las propiedades físicas de los dieléctricos líquidos como por ejemplo: peso específico, conductibilidad térmica, calor específico, constante dieléctrica, viscosidad, dependen de su naturaleza, es decir de la composición química, pero su rigidez dieléctrica, además está ligada a factores externos como ejemplo: Impureza en suspensión, en solución, humedad, etc., que generalmente reducen su valor degradandola.

GASES:

Por su naturaleza

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