Aïllant elèctric

El aïllant elèctric és un material o un objecte que no conté electrons lliures que puguin permetre el flux del corrent elèctric. Això significa que quan s'aplica una diferència de potencial al llarg d'un aïllant elèctric no es produeix cap flux de càrrega ni de corrent. Un objecte o peça de material aïllant destinada a suportar o a separar els conductors elèctrics sense que hi hagi pas de corrent entre ells rep el nom d'aïllador.

El terme aïllant elèctric té el mateix significat que el terme dielèctric.

D'acord amb la teoria moderna de la matèria (comprovada per resultats experimentals), els àtoms de la matèria estan constituïts per un nucli carregat positivament, al voltant del qual giren a gran velocitat càrregues elèctriques negatives. Aquestes càrregues negatives, els electrons, són indivisibles i idèntiques per a tota la matèria.

La diferència dels diferents materials és que els aïllants són materials que presenten gran resistència al desplaçament de les càrregues que el formen. Per contra, els conductors tenen càrregues lliures i que poden moure's a gran velocitat, això és degut al fet que els electrons poden passar lliurement d'un àtom a un altre quan s'aplica una diferència de potencial (d.d.p.). Alguns materials, principalment els metalls, tenen un gran nombre d'electrons lliures que poden moures a través del material. Aquests materials tenen la facilitat de transmetre càrrega d'un objecte a un altre (materials conductors). Els millors conductors són: la plata, el coure i l'alumini.

Materials d'Aïllants elèctrics

Cinta aïllant adhesiva.

Cinta de cotó
Seda
Fibra de vidre
Resines sintètiques
Tela impregnada amb oli
Paper plastificat
Cartrons diversos
Falques de fusta
Materials plàstics
Vernissos (eixugats a l'aire o eixugats al forn)
Tubs impregnats d'oli (macarró)
Peces sòlides de Ceràmiques i vidres

Mòduls ceràmics usats com ailladors en línies de transport

Els aïllants poden servir a les màquines elèctriques per protegir el circuit elèctric del circuit magnètic, tapant les ranures o bé entre diverses bobines.

Els cables elèctrics d'interior porten un aïllant plàstic que pot ser de colors diversos: Negre (Fase), Marró (Fase), Gris (Fase), Blau (Neutra) i el verd i groc junts (sempre per la presa de terra); El vermell i altres colors d'aïllants poden ser usats per identificar que són de maniobra.

En el cas de les línies de transport d'energia elèctrica aèries, per tal d'estalviar diners els cables estan a l'aire, sense recobrir en la major part de la seva longitud. Com que no sempre es pot aconseguir que romanguin paral·lels, de vegades es fan servir separadors de fase per impedir que les fases diferents contacten entre si.

La llei d'Ohm

Llei d'Ohm: V = I x R El voltatge fa que l'electricitat flueixi al llarg dels filferros de coure, mentre que l'aïllament que cobreix aquests filferros exerceixen una resistència al pas de corrent, que és molt menor al llarg del filferro. En aplicar la Llei d'Ohm al filferro, contra menys resistència del filferro tindrem més corrent amb el mateix voltatge. És important tenir present que cap aïllament és perfecte (la seva resistència no és infinita), de manera que certa quantitat d'electricitat flueix al llarg de l'aïllament a través de la terra. Aquest corrent pot ser de milionèsimes d'amperes, però s'ha de mesurar amb un bon instrument de prova d'aïllament, com el megòmetre, popularment conegut com a Megger.

En resum, un bon aïllament és el que no es deteriora en augmentar el voltatge i per tant, el corrent, obtenint-se una resistència alta, la qual s'ha de mantenir en el temps. Això es visualitza en realitzar mesures periòdiques i estudiant la tendència que provoca que un aïllament es deteriori.

Existeixen diferents tipus de sol·licitacions:

Sobretensions en règim permanent, o sobretensions permanents o a les seves proximitats. Es caracteritzen pel seu front escarpat de duració compressa entre microsegons i mil·lisegons:

Front lent. Front de 20 microsegons a 500 microsegons, cua de fins als 20 mil·lisegons

Front ràpid. Front de 0,1 microsegons a 20 microsegons, cua de fins als 300 microsegons.

Front molt ràpid. Front menor (que hagi contacte elèctric) Els materials utilitzats més freqüentment són els plàstics i les ceràmiques

El comportament dels aïllants és degut a la barrera de potencial que s'estableix entre les bandes de valència i conducció, que dificulta l'existència d'electrons lliures capaços de conduir l'electricitat a través del material (per més detalls consultar semiconductors).

Un material aïllant de l'electricitat té una resistència teòricament infinita. Alguns materials, com l'aire o l'aigua són aïllants sota certes condicions però no per a unes altres. L'aire, per exemple, aïllant a temperatura ambienti i sota condicions de freqüència del senyal i potència relativament baixes, pot convertir-se en conductor.

Materials conductors: metalls, ferro, mercuri, or, plata, coure, platí, plom, etc.

Materials aïllants: plàstic, fusta, ceràmiques, etc.

Altres articles relacionats

Enllaços externs

Lloc de referència d'aïllants elèctrics (anglès)
Associació Nacional d'Aïllants (anglès)