Se a árvore é um condutor. Dielétrico - o que é isso? Propriedades dos dielétricos

Todos os materiais que existem na natureza diferem em suas propriedades elétricas. Assim, de toda a variedade de substâncias físicas, materiais dielétricos e condutores de corrente elétrica são distinguidos em grupos separados.

O que são condutores?

Um condutor é um material, cuja característica é a presença de partículas carregadas em movimento livre na composição, que são distribuídas por toda a substância.

Substâncias que conduzem corrente elétrica são metais fundidos e os próprios metais, água não destilada, solução salina, solo úmido, o corpo humano.

O metal é o melhor condutor de eletricidade. Também entre os não metais existem bons condutores, por exemplo, o carbono.

Todos os condutores naturais de corrente elétrica são caracterizados por duas propriedades:

indicador de resistência;
indicador de condutividade.

A resistência surge devido ao fato de que os elétrons em movimento sofrem uma colisão com átomos e íons, que são uma espécie de obstáculo. É por isso que os condutores recebem a característica de resistência elétrica. O recíproco da resistência é a condutividade elétrica.

A condutividade elétrica é uma característica (capacidade) de uma substância física para conduzir corrente. Portanto, as propriedades de um condutor confiável são baixa resistência ao fluxo de elétrons em movimento e, consequentemente, alta condutividade elétrica. Ou seja, o melhor condutor é caracterizado por um grande índice de condutividade.

Por exemplo, produtos de cabo: o cabo de cobre tem uma condutividade elétrica mais alta em comparação com o alumínio.

O que são dielétricos?

Os dielétricos são substâncias físicas nas quais a baixas temperaturas não há cargas elétricas. A composição de tais substâncias inclui apenas átomos de carga neutra e moléculas. As cargas de um átomo neutro estão intimamente ligadas umas às outras, portanto, são privadas da possibilidade de movimento livre em toda a substância.

O gás é o melhor dielétrico. Outros materiais não condutores são vidro, porcelana, cerâmica, além de borracha, papelão, madeira seca, resinas e plásticos.

Objetos dielétricos são isolantes, cujas propriedades dependem principalmente do estado da atmosfera circundante. Por exemplo, em alta umidade, alguns materiais dielétricos perdem parcialmente suas propriedades.

Condutores e dielétricos são amplamente utilizados no campo da engenharia elétrica para resolver vários problemas.

Por exemplo, todos os produtos de cabos e fios são feitos de metais, geralmente cobre ou alumínio. A bainha de fios e cabos é de polímero, assim como os plugues de todos os aparelhos elétricos. Os polímeros são excelentes dielétricos que não permitem a passagem de partículas carregadas.

Produtos de prata, ouro e platina são condutores muito bons. Mas sua característica negativa, que limita seu uso, é seu custo muito alto.

Portanto, tais substâncias são usadas em áreas onde a qualidade é muito mais importante do que o preço pago por ela (indústria de defesa e espaço).

Os produtos de cobre e alumínio também são bons condutores, embora não tenham um custo tão alto. Consequentemente, o uso de fios de cobre e alumínio é onipresente.

Os condutores de tungstênio e molibdênio têm propriedades menos boas, por isso são usados principalmente em lâmpadas incandescentes e elementos de aquecimento de alta temperatura. A má condutividade elétrica pode interromper significativamente a operação do circuito elétrico.

Os dielétricos também diferem em suas características e propriedades. Por exemplo, em alguns materiais dielétricos também existem cargas elétricas livres, embora em pequena quantidade. As cargas livres surgem devido às vibrações térmicas dos elétrons, ou seja, No entanto, um aumento de temperatura em alguns casos provoca o desprendimento de elétrons do núcleo, o que reduz as propriedades isolantes do material. Alguns isoladores são caracterizados por um grande número de elétrons "arrancados", o que indica propriedades isolantes ruins.

O melhor dielétrico é um vácuo completo, que é muito difícil de alcançar no planeta Terra.

A água completamente purificada também possui altas propriedades dielétricas, mas isso nem existe na realidade. Vale lembrar que a presença de quaisquer impurezas no líquido confere a ele as propriedades de um condutor.

O principal critério para a qualidade de qualquer material dielétrico é o grau de conformidade com as funções atribuídas a ele em um circuito elétrico específico. Por exemplo, se as propriedades do dielétrico são tais que o vazamento de corrente é insignificante e não causa nenhum dano à operação do circuito, então o dielétrico é confiável.

O que é um semicondutor?

Um lugar intermediário entre dielétricos e condutores é ocupado por semicondutores. A principal diferença entre os condutores é a dependência do grau de condutividade elétrica da temperatura e a quantidade de impurezas na composição. Além disso, o material tem as características de um dielétrico e um condutor.

Com o aumento da temperatura, a condutividade elétrica dos semicondutores aumenta e o grau de resistência diminui. À medida que a temperatura diminui, a resistência tende ao infinito. Ou seja, quando a temperatura chega a zero, os semicondutores começam a se comportar como isolantes.

Os semicondutores são silício e germânio.

A capacidade de conduzir corrente elétrica caracteriza a resistência elétrica da madeira. Em geral, a impedância de uma amostra de madeira colocada entre dois eletrodos é definida como a resultante de duas resistências: volume e superfície. A resistência de volume caracteriza numericamente o obstáculo à passagem de corrente através da espessura da amostra, e a resistência de superfície determina o obstáculo à passagem de corrente ao longo da superfície da amostra. Os indicadores de resistência elétrica são o volume específico e a resistência da superfície. O primeiro desses indicadores tem a dimensão de ohm por centímetro (ohm x cm) e é numericamente igual à resistência quando a corrente passa por duas faces opostas de um cubo de 1X1X1 cm feito de um determinado material (madeira). O segundo indicador é medido em ohms e é numericamente igual à resistência de um quadrado de qualquer tamanho na superfície de uma amostra de madeira quando a corrente é aplicada aos eletrodos que limitam dois lados opostos desse quadrado. A condutividade elétrica depende do tipo de madeira e da direção do fluxo de corrente. Como ilustração da ordem de grandeza do volume e da resistência da superfície na tabela. alguns dados são fornecidos.

dados comparativos sobre o volume específico e a resistência superficial da madeira

Para caracterizar a condutividade elétrica, a resistividade do volume é da maior importância. A resistência é altamente dependente do teor de umidade da madeira. À medida que o teor de umidade da madeira aumenta, a resistência diminui. Uma diminuição particularmente acentuada na resistência é observada com um aumento no teor de umidade ligada de um estado absolutamente seco até o limite de higroscopicidade. Neste caso, a resistência do volume específico diminui milhões de vezes. Um aumento adicional na umidade causa uma queda na resistência apenas dez vezes. Isso é ilustrado pelos dados da Tabela.

resistência do volume específico da madeira em estado completamente seco

Raça	Resistência de volume específico, ohm x cm
Raça	através das fibras	ao longo das fibras
Pinho	2,3 x 10 15	1,8 x 10 15
Abeto	7,6 x 10 16	3,8 x 10 16
Cinza	3,3 x 10 16	3,8 x 10 15
Carpa	8,0 x 10 16	1,3 x 10 15
Bordo	6,6 x 10 17	3,3 x 10 17
bétula	5,1 x 10 16	2,3 x 10 16
Amieiro	1,0 x 10 17	9,6 x 10 15
Tília	1,5 x 10 16	6,4 x 10 15
Aspen	1,7 x 10 16	8,0 x 10 15

Influência da umidade na resistência elétrica da madeira

A resistência superficial da madeira também diminui significativamente com o aumento da umidade. Um aumento na temperatura leva a uma diminuição na resistência volumétrica da madeira. Assim, a resistência da madeira de madeira falsa com um aumento de temperatura de 22-23 ° para 44-45 ° C (aproximadamente duas vezes) cai 2,5 vezes e a madeira de faia com um aumento de temperatura de 20-21 ° para 50 ° C - Três vezes. Em temperaturas negativas, a resistência do volume da madeira aumenta. A resistência do volume específico ao longo das fibras de amostras de bétula com um teor de umidade de 76% a uma temperatura de 0 ° C foi de 1,2 x 10 7 ohm cm e, quando resfriadas a uma temperatura de -24 ° C, acabou sendo 1,02 x 10 8 ohm cm A impregnação da madeira com antissépticos minerais (por exemplo, cloreto de zinco) reduz a resistividade, enquanto a impregnação com creosoto tem pouco efeito sobre a condutividade elétrica. A condutividade elétrica da madeira é de importância prática quando utilizada em postes de comunicação, mastros de linhas de transmissão de alta tensão, cabos de ferramentas elétricas, etc. contente.

força elétrica da madeira

A resistência elétrica é importante ao avaliar a madeira como um material eletricamente isolante e é caracterizada por uma tensão de ruptura em volts por 1 cm de espessura do material. A resistência elétrica da madeira é baixa e depende da espécie, umidade, temperatura e direção. Com o aumento da umidade e temperatura, diminui; ao longo das fibras é muito mais baixo do que transversalmente. Os dados sobre a resistência elétrica da madeira ao longo e através das fibras são fornecidos na tabela.

resistência elétrica da madeira ao longo e através das fibras

Com um teor de umidade da madeira de pinus de 10%, obteve-se a seguinte resistência elétrica em quilovolts por 1 cm de espessura: ao longo das fibras 16,8; na direção radial 59,1; na direção tangencial 77,3 (a determinação foi feita em amostras de 3 mm de espessura). Como você pode ver, a força elétrica da madeira ao longo das fibras é cerca de 3,5 vezes menor do que ao longo das fibras; na direção radial, a força é menor do que na direção tangencial, uma vez que os raios do núcleo reduzem a tensão de ruptura. Aumentar a umidade de 8 a 15% (por um fator de dois) reduz a rigidez dielétrica entre as fibras em cerca de 3 vezes (média para faia, bétula e amieiro).

A resistência elétrica (em quilovolts por 1 cm de espessura) de outros materiais é a seguinte: mica 1500, vidro 300, baquelite 200, parafina 150, óleo de transformador 100, porcelana 100. Para aumentar a resistência elétrica da madeira e reduzir condutividade quando usado na indústria elétrica como isolante é impregnado com óleo secante, óleo de transformador, parafina, resinas artificiais; A eficácia dessa impregnação é evidente nos seguintes dados sobre madeira de bétula: a impregnação com óleo de secagem aumenta a tensão de ruptura ao longo das fibras em 30%, com óleo de transformador - em 80%, com parafina - quase duas vezes em comparação com a tensão de ruptura para madeira não impregnada seca ao ar.

propriedades dielétricas da madeira

O valor que mostra quantas vezes a capacitância do capacitor aumenta se o entreferro entre as placas for substituído por uma junta de mesma espessura de um determinado material é chamado de constante dielétrica desse material. A constante dielétrica (constante dielétrica) para alguns materiais é dada na tabela.

permissividade de alguns materiais

Material		Madeira	A constante dielétrica
Ar	1,00	Abeto seco: ao longo das fibras	3,06
		na direção tangencial	1,98
Parafina	2,00
		na direção radial	1,91
Porcelana	5,73
Mica	7,1-7,7	Faia seca: ao longo do grão	3,18
		na direção tangencial	2,20
Mármore	8,34
		na direção radial	2,40
Água	80,1

Os dados para madeira mostram uma diferença notável entre a constante dielétrica ao longo e através das fibras; ao mesmo tempo, a permissividade através das fibras nas direções radial e tangencial difere pouco. A constante dielétrica em um campo de alta frequência depende da frequência da corrente e do teor de umidade da madeira. Com o aumento da frequência de corrente, a constante dielétrica da madeira de faia ao longo das fibras com um teor de umidade de 0 a 12% diminui, o que é especialmente perceptível para um teor de umidade de 12%. Com o aumento do teor de umidade da madeira de faia, a constante dielétrica ao longo das fibras aumenta, o que é especialmente perceptível em uma frequência de corrente mais baixa.

Em um campo de alta frequência, a madeira aquece; o motivo do aquecimento é a perda de calor Joule dentro do dielétrico, que ocorre sob a influência de um campo eletromagnético alternado. Este aquecimento consome uma parte da energia de entrada, cujo valor é caracterizado pela tangente de perda.

A tangente de perda depende da direção do campo em relação às fibras: é aproximadamente duas vezes maior ao longo das fibras do que ao longo das fibras. Ao longo das fibras nas direções radial e tangencial, a tangente de perda difere pouco. A tangente da perda dielétrica, como a constante dielétrica, depende da frequência da corrente e do teor de umidade da madeira. Assim, para madeira de faia absolutamente seca, a perda tangente ao longo das fibras primeiro aumenta com o aumento da frequência, atinge um máximo a uma frequência de 10 7 Hz, após o que começa a diminuir novamente. Ao mesmo tempo, a uma umidade de 12%, a tangente de perda cai drasticamente com o aumento da frequência, atinge um mínimo a uma frequência de 105 Hz e depois aumenta com a mesma intensidade.

tangente de perda máxima para madeira seca

Com o aumento do teor de umidade da madeira de faia, a perda tangente ao longo das fibras aumenta acentuadamente nas frequências baixa (3 x 10 2 Hz) e alta (10 9 Hz) e quase não muda na frequência de 10 6 -10 7 Hz.

Através de um estudo comparativo das propriedades dielétricas da madeira de pinus e celulose, lignina e resina obtida a partir dele, verificou-se que essas propriedades são determinadas principalmente pela celulose. O aquecimento da madeira no campo das correntes de alta frequência é utilizado nos processos de secagem, impregnação e colagem.

propriedades piezoelétricas da madeira

Cargas elétricas aparecem na superfície de alguns dielétricos sob a ação de tensões mecânicas. Este fenômeno associado à polarização do dielétrico é chamado de efeito piezoelétrico direto. As propriedades piezoelétricas foram primeiramente descobertas em cristais de quartzo, turmalina, sal de Rochelle, etc. Esses materiais também têm um efeito piezoelétrico inverso, que consiste no fato de que suas dimensões mudam sob a influência de um campo elétrico. Placas feitas desses cristais são amplamente utilizadas como emissores e receptores na tecnologia ultrassônica.

Esses fenômenos são encontrados não apenas em monocristais, mas também em vários outros materiais sólidos anisotrópicos chamados texturas piezoelétricas. Propriedades piezoelétricas também foram encontradas na madeira. Verificou-se que o principal portador de propriedades piezoelétricas na madeira é seu componente orientado - celulose. A intensidade de polarização da madeira é proporcional à magnitude das tensões mecânicas das forças externas aplicadas; o fator de proporcionalidade é chamado de módulo piezoelétrico. O estudo quantitativo do efeito piezoelétrico, portanto, se reduz à determinação dos valores dos módulos piezoelétricos. Devido à anisotropia das propriedades mecânicas e piezoelétricas da madeira, esses indicadores dependem da direção das forças mecânicas e do vetor de polarização.

O maior efeito piezoelétrico é observado sob cargas de compressão e tração em um ângulo de 45° em relação às fibras. As tensões mecânicas direcionadas estritamente ao longo ou através das fibras não causam efeito piezoelétrico na madeira. Na tabela. os valores dos módulos piezoelétricos para algumas rochas são fornecidos. O efeito piezoelétrico máximo é observado na madeira seca, com o aumento da umidade ela diminui e depois desaparece completamente. Portanto, já com uma umidade de 6-8%, a magnitude do efeito piezoelétrico é muito pequena. Com um aumento da temperatura para 100 ° C, o valor do módulo piezoelétrico aumenta. Com uma pequena deformação elástica (alto módulo de elasticidade) da madeira, o módulo piezoelétrico diminui. O módulo piezoelétrico também depende de vários outros fatores; no entanto, a orientação do componente celulósico da madeira tem a maior influência em seu valor.

módulos de madeira piezoelétricos

O fenômeno aberto permite um estudo mais profundo da estrutura fina da madeira. Os indicadores do efeito piezoelétrico podem servir como características quantitativas da orientação da celulose e, portanto, são muito importantes para estudar a anisotropia da madeira natural e de novos materiais de madeira com propriedades especificadas em determinadas direções.

Um dielétrico é um material ou substância que praticamente não transmite corrente elétrica. Esta condutividade é devido ao pequeno número de elétrons e íons. Essas partículas são formadas em um material não condutor somente quando as propriedades de alta temperatura são alcançadas. Sobre o que é um dielétrico e será discutido neste artigo.

Descrição

Cada condutor eletrônico ou de rádio, semicondutor ou dielétrico carregado passa uma corrente elétrica por si mesmo, mas a peculiaridade do dielétrico é que mesmo em altas tensões acima de 550 V, uma pequena corrente fluirá nele. Uma corrente elétrica em um dielétrico é o movimento de partículas carregadas em uma determinada direção (pode ser positiva ou negativa).

Tipos de correntes

A condutividade elétrica dos dielétricos é baseada em:

Correntes de absorção - uma corrente que flui em um dielétrico em uma corrente constante até atingir um estado de equilíbrio, mudando de direção quando é ligado e energizado e quando é desligado. Com a corrente alternada, a tensão no dielétrico estará presente nele o tempo todo enquanto estiver na ação de um campo elétrico.
Condutividade elétrica eletrônica - o movimento de elétrons sob a influência de um campo.
Condutividade elétrica iônica - é o movimento de íons. É encontrado em soluções eletrolíticas - sais, ácidos, álcalis, bem como em muitos dielétricos.
A condutividade elétrica moliônica é o movimento de partículas carregadas chamadas molions. É encontrado em sistemas coloidais, emulsões e suspensões. O fenômeno do movimento de molions em um campo elétrico é chamado de eletroforese.

Eles são classificados de acordo com seu estado de agregação e natureza química. Os primeiros são divididos em sólidos, líquidos, gasosos e solidificantes. Por natureza química, eles são divididos em materiais orgânicos, inorgânicos e organoelementais.

Por estado de agregação:

Condutividade elétrica dos gases. As substâncias gasosas têm uma condutividade de corrente bastante baixa. Pode ocorrer na presença de partículas carregadas livres, que aparece devido à influência de fatores externos e internos, eletrônicos e iônicos: raios X e espécies radioativas, colisão de moléculas e partículas carregadas, fatores térmicos.
Condutividade elétrica de um dielétrico líquido. Fatores de dependência: estrutura molecular, temperatura, impurezas, presença de grandes cargas de elétrons e íons. A condutividade elétrica dos dielétricos líquidos depende em grande parte da presença de umidade e impurezas. A condutividade da eletricidade de substâncias polares é criada mesmo com a ajuda de um líquido com íons dissociados. Ao comparar líquidos polares e não polares, os primeiros têm uma clara vantagem na condutividade. Se o líquido for limpo de impurezas, isso contribuirá para uma diminuição de suas propriedades condutoras. Com o aumento da condutividade e da sua temperatura, ocorre uma diminuição da sua viscosidade, levando a um aumento da mobilidade dos íons.
dielétricos sólidos. Sua condutividade elétrica é determinada como o movimento de partículas e impurezas dielétricas carregadas. Em campos fortes de corrente elétrica, a condutividade elétrica é revelada.

Propriedades físicas dos dielétricos

Quando a resistência específica do material é inferior a 10-5 Ohm * m, eles podem ser atribuídos a condutores. Se mais de 108 Ohm * m - para dielétricos. Há casos em que a resistividade será muitas vezes maior que a resistência do condutor. No intervalo 10-5-108 Ohm*m existe um semicondutor. O material metálico é um excelente condutor de corrente elétrica.

De toda a tabela periódica, apenas 25 elementos pertencem a não metais, e 12 deles, possivelmente, terão propriedades semicondutoras. Mas, claro, além das substâncias da mesa, existem muito mais ligas, composições ou compostos químicos com a propriedade de um condutor, semicondutor ou dielétrico. Com base nisso, é difícil traçar uma certa linha entre os valores de várias substâncias com suas resistências. Por exemplo, em um fator de temperatura reduzido, um semicondutor se comportará como um dielétrico.

Inscrição

O uso de materiais não condutores é muito extenso, pois é uma das classes de componentes elétricos mais utilizadas. Ficou bastante claro que eles podem ser usados devido às suas propriedades de forma ativa e passiva.

De forma passiva, as propriedades dos dielétricos são usadas para uso em material isolante elétrico.

Na forma ativa, são usados em ferroelétricos, bem como em materiais para emissores de tecnologia a laser.

Dielétricos básicos

Os tipos comuns incluem:

Vidro.
Borracha.
Óleo.
Asfalto.
Porcelana.
Quartzo.
Ar.
Diamante.
Água pura.
Plástico.

O que é um dielétrico líquido?

A polarização deste tipo ocorre no campo de corrente elétrica. Substâncias líquidas não condutoras são usadas na engenharia para derramar ou impregnar materiais. Existem 3 classes de dielétricos líquidos:

Os óleos de petróleo são de baixa viscosidade e principalmente não polares. Eles são frequentemente usados em instrumentos de alta tensão: água de alta tensão. é um dielétrico apolar. O óleo para cabos encontrou aplicação na impregnação de fios de papel isolante com tensão de até 40 kV, bem como em revestimentos à base de metal com corrente superior a 120 kV. O óleo de transformador tem uma estrutura mais limpa que o óleo de capacitor. Este tipo de dielétrico é amplamente utilizado na produção, apesar do alto custo em comparação com substâncias e materiais análogos.

O que é um dielétrico sintético? Atualmente, é proibido em quase todos os lugares devido à sua alta toxicidade, pois é produzido à base de carbono clorado. Um dielétrico líquido baseado em silício orgânico é seguro e ecológico. Este tipo não causa ferrugem no metal e tem propriedades de baixa higroscopicidade. Existe um dielétrico liquefeito contendo um composto organofluorado que é particularmente popular por sua não-combustibilidade, propriedades térmicas e estabilidade oxidativa.

E o último tipo são os óleos vegetais. Eles são dielétricos fracamente polares, estes incluem linhaça, mamona, tungue, cânhamo. O óleo de rícino é altamente aquecido e é usado em capacitores de papel. O resto dos óleos são evaporados. A evaporação neles não é causada por evaporação natural, mas por uma reação química chamada polimerização. É usado ativamente em esmaltes e tintas.

Conclusão

O artigo discutiu em detalhes o que é um dielétrico. Várias espécies e suas propriedades foram mencionadas. Claro, para entender a sutileza de suas características, você terá que estudar a seção de física sobre eles com mais profundidade.

Quando a eletricidade apareceu em nossa vida, poucas pessoas conheciam suas propriedades e parâmetros, e vários materiais foram usados como condutores, foi perceptível que com o mesmo valor de tensão da fonte de corrente, o consumidor tinha um valor de tensão diferente. Ficou claro que isso foi influenciado pelo tipo de material usado como condutor. Quando os cientistas abordaram a questão de estudar esse problema, chegaram à conclusão de que os elétrons são portadores de carga no material. E a capacidade de conduzir corrente elétrica é isolada pela presença de elétrons livres no material. Verificou-se que alguns materiais possuem um grande número desses elétrons, enquanto outros não os possuem. Assim, existem materiais que, e alguns não possuem essa capacidade.
Com base no exposto, todos os materiais foram divididos em três grupos:

condutores;
semicondutores;
dielétricos;

Cada um dos grupos encontrou ampla aplicação na engenharia elétrica.

condutores

guias são materiais que conduzem bem a corrente elétrica, são utilizados para a fabricação de fios, produtos de cabos, grupos de contato, enrolamentos, pneus, núcleos condutores e trilhos. A grande maioria dos dispositivos e aparelhos elétricos é feita com base em materiais condutores. Além disso, direi que toda a indústria de energia elétrica não poderia existir sem essas substâncias. O grupo de condutores inclui todos os metais, alguns líquidos e gases.

Também vale ressaltar que entre os condutores existem supercondutores, cuja resistência é quase zero, tais materiais são muito raros e caros. E condutores com alta resistência - tungstênio, molibdênio, nicromo, etc. Esses materiais são usados para fazer resistores, elementos de aquecimento e bobinas de lâmpadas.

Mas a parte do leão no campo elétrico pertence aos condutores comuns: cobre, prata, alumínio, aço, várias ligas desses metais. Esses materiais têm encontrado a maior e mais ampla aplicação na engenharia elétrica, principalmente o cobre e o alumínio, por serem relativamente baratos, e seu uso como condutores de corrente elétrica é o mais adequado. Mesmo o cobre é limitado em seu uso, é usado como fios de enrolamento, cabos multi-core e dispositivos mais críticos, os barramentos de cobre são ainda mais raros. Mas o alumínio é considerado o rei entre os condutores de corrente elétrica, mesmo que tenha uma resistividade maior que o cobre, mas isso é compensado pelo seu baixíssimo custo e resistência à corrosão. É amplamente utilizado em fontes de alimentação, produtos de cabo, linhas aéreas, barramentos, fios em geral, etc.

Semicondutores

Semicondutores, algo entre condutores e semicondutores. Sua principal característica é a dependência para conduzir corrente elétrica de condições externas. A condição-chave é a presença de várias impurezas no material, que apenas fornecem a capacidade de conduzir corrente elétrica. Além disso, com um certo arranjo de dois materiais semicondutores. Com base nesses materiais, atualmente, muitos dispositivos semicondutores foram produzidos: LEDs, transistores,semistores, tiristores, estabilizadores, vários microcircuitos. Existe toda uma ciência dedicada aos semicondutores e dispositivos baseados neles: a engenharia eletrônica. Todos os computadores, dispositivos móveis. O que posso dizer, quase todos os nossos equipamentos contêm elementos semicondutores.

Os materiais semicondutores incluem: silício, germânio, grafite, gr afeno, índio, etc.

Dielétricos

Bem, o último grupo de materiais é dielétricos Substâncias que não são capazes de conduzir eletricidade. Tais materiais incluem: madeira, papel, ar, óleo, cerâmica, vidro, plásticos, polietileno, cloreto de polivinila, borracha, etc. Os dielétricos são amplamente utilizados devido às suas propriedades. Eles são usados como um material isolante. Eles protegem o contato de duas partes condutoras de corrente, não permitem que uma pessoa toque diretamente nessas partes. O papel de um dielétrico na engenharia elétrica não é menos importante do que o papel dos condutores, pois garantem a operação estável e segura de todos os dispositivos elétricos e eletrônicos. Todos os dielétricos têm um limite para o qual não são capazes de conduzir corrente elétrica, é chamado de tensão de ruptura. Este é um indicador no qual o dielétrico começa a passar uma corrente elétrica, enquanto o calor é liberado e o próprio dielétrico é destruído. Este valor da tensão de ruptura para cada material dielétrico é diferente e é dado em materiais de referência. Quanto mais alto, melhor, o dielétrico é considerado mais confiável.

O parâmetro que caracteriza a capacidade de conduzir corrente elétrica é a resistividade R , unidade [ Ohm ] e condutividade, recíproca de resistência. Quanto maior este parâmetro, pior o material conduz a corrente elétrica. Para condutores, é de alguns décimos a centenas de ohms. Nos dielétricos, a resistência atinge dezenas de milhões de ohms.

Todos os três tipos de materiais são amplamente utilizados na indústria de energia elétrica e engenharia elétrica. Eles também estão intimamente relacionados entre si.

Tabela 26. Constante dielétrica de alguns materiais.

Material	A constante dielétrica	Madeira	A constante dielétrica
		Abeto seco: ao longo das fibras
		na direção tangencial

		na direção radial

		Faia seca: ao longo do grão
		na direção tangencial

		na direção radial

Os dados para madeira mostram uma diferença notável entre a constante dielétrica ao longo e através das fibras; ao mesmo tempo, a permissividade através das fibras nas direções radial e tangencial difere pouco. A constante dielétrica em um campo de alta frequência depende da frequência da corrente e do teor de umidade da madeira. Com o aumento da frequência de corrente, a constante dielétrica da madeira de faia ao longo das fibras em um teor de umidade de 0 a 12% diminui, o que é especialmente perceptível para um teor de umidade de 12% (Fig. 45). Com o aumento do teor de umidade da madeira de faia, a constante dielétrica ao longo das fibras aumenta, o que é especialmente perceptível em uma frequência de corrente mais baixa.

A tangente de perda depende da direção do campo em relação às fibras: é aproximadamente duas vezes maior ao longo das fibras do que ao longo das fibras. Ao longo das fibras nas direções radial e tangencial, a tangente de perda difere pouco. A tangente da perda dielétrica, como a constante dielétrica, depende da frequência da corrente e do teor de umidade da madeira. Assim, para madeira de faia absolutamente seca, a perda tangente ao longo das fibras primeiro aumenta com o aumento da frequência, atinge um máximo a uma frequência de 10 7 Hz, após o que começa a diminuir novamente. Ao mesmo tempo, a uma umidade de 12%, a tangente de perda cai acentuadamente com o aumento da frequência, atinge um mínimo a uma frequência de 105 Hz e depois aumenta com a mesma intensidade (Fig. 46).

Tabela 27. Valor máximo da tangente de perda para madeira seca.

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