Electricidad

Dieléctricos

La cinta aislante (conocida también como cinta aisladora o cinta de aislar) es un tipo de cinta adhesiva de presión usada principalmente para aislar empalmes de hilos y cables eléctricos. Este tipo de cinta es capaz de resistir condiciones de temperaturas extremas, corrosión, humedad y altos voltajes. La cinta está fabricada en material de PVC delgado, con un ancho generalmente de 14 mm; uno de los lados de la cinta está impregnado con un adhesivo. El PVC ha sido elegido por ser un material de bajo costo, flexible y tener excelentes propiedades de aislante eléctrico, aunque posee la desventaja de endurecerse con el tiempo y el calor.

Puede fabricarse en varios colores, siendo el más común el negro, motivo por el cual enVenezuela se le conoce como teipe negro.En la década de 1940, el vinilo emergió como material altamente versátil para una amplia gama de usos, desde cortinas de baños hasta aislamiento para cables. Sin embargo, conseguir que tuviera características adecuadas para fabricar una cinta requirió un esfuerzo de investigación importante.

Un ingrediente importante en la película de vinilo era el fosfato tricresil (TCP), que fue utilizado como plastificante. Lamentablemente, el TCP tenía tendencia a migrar, lo que le otorgaba a la superficie de la cinta una característica aceitosa y afectando la propiedad adhesiva de la cinta. Por ello, el equipo de investigadores de 3M comenzó a trabajar en crear una cinta confiable de vinilo que tuviera las características adecuadas en cuanto a aislación eléctrica, resistencia física y propiedades químicas.

Se realizaron experimentos combinando nuevos plastificantes con la resina de vinilo, que era blanca y de consistencia harinosa. Finalmente en enero de 1946, el equipo de inventores Snell, Oace, y Eastwood de 3M solicitaron una patente para una cinta aisladora eléctrica de vinilo con un plastificante y un adhesivo gomoso que no estaba basado en sulfuro. La primera versión que se comercializó de la cinta fue vendida para envolver alambres.

Electreto es un material dieléctrico dotado de una carga eléctrica o momento dipolar «cuasi» permanente. Un electreto genera doscampos eléctricos: uno interno y otro externo. Es el equivalente electrostático de un imán permanente. Un ejemplo particular es elelectróforo, un dispositivo que consta de una lámina de material aislante con propiedades de electreto y una placa metálica.

Electret es un material dieléctrico que tiene una carga eléctrica casi permanente o polarización dipolo. Un electreto genera campos eléctricos internos y externos, y es el equivalente electrostático de un imán permanente. Oliver Heaviside acuñó este término en 1885 - Los materiales con propiedades electret eran, no obstante, ya estudiada desde principios del siglo 18. Un ejemplo particular es el electróforo, un dispositivo que consiste en una losa con propiedades de electreto y una placa de metal separada. El electróforo fue inventado originalmente por Carl Johan Wilcke en Suecia y otra vez por Alessandro Volta en Italia.

La similitud con imanes

Electretos, como imanes, son dipolos. Otra similitud es los campos radiantes: Producen un campo electrostático alrededor de su perímetro. Cuando un imán y un electreto están cerca uno de otro, un fenómeno bastante inusual ocurre: mientras que es inmóvil, no tiene ningún efecto sobre otras. Sin embargo, cuando un electreto se mueve con respecto a un polo magnético, se sintió una fuerza que actúa perpendicular al campo magnético, empujando el electreto a lo largo de una ruta de 90 grados respecto a la dirección esperada de "empuje" como sería de fieltro con otro imán.

La similitud con condensadores

Existe una similitud entre un la capa de dieléctrico utilizado en los condensadores de electreto y; la diferencia es que los dieléctricos en condensadores tienen una polarización inducida que es sólo transitoria, dependiente del potencial aplicado sobre el dieléctrico, mientras dieléctricos con propiedades de electreto muestran una carga casi permanente almacenamiento o polarización dipolo además. Algunos materiales también muestran ferroelectricidad; es decir, que reacciona a los campos externos con una histéresis de la polarización; ferroeléctricos puede retener la polarización permanentemente porque están en equilibrio termodinámico, y se utilizan en los condensadores ferroeléctricos. Aunque electretos son sólo en un estado metaestable, formado a partir de los materiales de muy bajo de fugas puede retener el exceso de carga o la polarización durante muchos años. Un micrófono electret es un tipo de micrófono de condensador que elimina la necesidad de una fuente de alimentación mediante el uso de un material cargado de forma permanente.

Un electreto es un material dieléctrico estable con una carga embebido cuasi-estática de forma permanente eléctrica y/o una polarización dipolo cuasi-orientado de forma permanente. El nombre proviene de electrones y el imán y fue acuñado por Oliver Heaviside en 1885; dibujo analogía con la formación de un imán por la alineación de los dominios magnéticos en un pedazo de hierro. Históricamente, electretos se hicieron por primera fusión de un material dieléctrico adecuado, tal como un polímero o cera que contiene moléculas polares, y a continuación, lo que le permite volver a solidificar en un potente campo electrostático. Las moléculas polares del dieléctrico se suman a la dirección del campo electrostático, produciendo un electreto dipolo con un "sesgo" permanente electrostática. Electrets modernos se hacen generalmente mediante la incorporación de los cargos excedentes en un dieléctrico altamente aislante, por ejemplo, por medio de un haz de electrones, una descarga en corona, a partir de una inyección, avería eléctrica electrones a través de un hueco o una barrera dieléctrica, etc

Tipos Electret

Hay dos tipos de electretos:

• Electretos real de carga que contienen exceso de carga de una o ambas polaridades, ya sea
  • en las superficies del dieléctrico
  • dentro del volumen del dieléctrico
• Electrets Oriented-dipolo contienen dipolos orientados. Materiales ferroeléctricos son una variante de éstos.

Celulares espacio electrets carga con cargas bipolares internos en los huecos proporcionan una nueva clase de materiales electreto, que imitan ferroeléctricos, por lo tanto, se les conoce como ferroelectretos. Ferroelectretos muestran fuertes piezoelectricidad, comparable a los materiales piezoeléctricos cerámicos.

Algunos materiales dieléctricos son capaces de actuar en ambos sentidos.

Materiales

Materiales Electret son bastante comunes en la naturaleza. Cuarzo y otras formas de dióxido de silicio, por ejemplo, son de origen natural electretos. Hoy en día, la mayoría de los electretos se hacen a partir de polímeros sintéticos, por ejemplo fluoropolímeros, polipropileno, tereftalato de polietileno, etc electrets real de carga contienen los gastos por exceso ya sean positivos o negativos, o ambos, mientras electrets orientado-dipolo contienen dipolos orientados. Los campos eléctricos internos o externos cuasi-permanentes creados por electretos pueden ser explotados en diversas aplicaciones.

Fabricar

Electretos a granel se pueden preparar por enfriamiento de un material dieléctrico adecuado dentro de un fuerte campo eléctrico, después de calentar por encima de su temperatura de fusión. Las reposiciones de campo de los portadores de carga o alinea los dipolos dentro del material. Cuando el material se enfría, la solidificación los congela en su posición. Los materiales utilizados para electretos son generalmente ceras, polímeros o resinas. Una de las primeras recetas se compone de 45% cera de carnauba, 45% de colofonia blanco, y 10% cera de abejas blanca, fundida, mezclados entre sí, y se deja enfriar en un campo eléctrico estático de varios kilovoltios/cm. El efecto termo-dieléctrico, en relación con este proceso, fue descrita por primera vez por el investigador brasileño Joaquim Costa Ribeiro.

Los electretos también pueden ser fabricados mediante la incorporación de exceso de carga negativa dentro de un dieléctrico usando un acelerador de partículas, o por varada cargos en, o cerca de, la superficie con descargas de corona de alto voltaje, un proceso llamado carga en corona. El exceso de carga dentro de un electret decae exponencialmente. La constante de desintegración es una función de la constante dieléctrica relativa del material y de su mayor resistividad. Los materiales con muy alta resistencia, como el teflón, pueden retener el exceso de carga durante muchos cientos de años. Electrets producidos comercialmente mayoría se basan en polímeros fluorados manufacturar películas delgadas.

Aplicaciones

Materiales Electret han encontrado interés comercial y técnico. Por ejemplo, se utilizan en micrófonos electret y en las máquinas de copia. También se utilizan en algunos tipos de filtros de aire, para la recogida electrostática de partículas de polvo, en cámaras de ionización de electreto para la medición de la radiación ionizante o al radón y en la captación de energía de vibración. Véase la patente de EE.UU. 6.969.484 para el "Método de fabricación y equipo para Electret Producto elaborado"