FENÓMENO DE POLARIZACIÓN, PROPIEDADES AISLANTE

DE LOS CONDUCTORES Y EFECTO CORONA

PRESENTADO POR:

ARAUJO CHICA CAMILO ISAAC

UNIVERSIDAD TECNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS

CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

MATERIA ALTO VOLTAJE

ESMERALDAS – ESMERALDAS

02 DE SEPTIEMBRE DEL 2014

FENÓMENO DE LA POLARIZACIÓN Universidad Técnica Luis Vargas Torres

Araujo Chica Camilo Isaac

FENÓMENO DE LA POLARIZACIÓN

La inducción no se limita a los conductores, cuando acercamos una barra cargada a un

aislante no hay electrones libres que puedan desplazarse por el material aislante; lo que

ocurre es un reordenamiento de las posiciones de las cargas dentro de los propios átomos

y moléculas.

Por inducción un lado del átomo o molécula se hace ligeramente mas positivo o negativo

que el lado opuesto por lo que decimos que el átomo está eléctricamente polarizado. Si,

por ejemplo, la barra es negativa, entonces el lado positivo del átomo o molécula se

orienta hacia la barra y el lado negativo queda orientado en sentido contrario.

Se presenta el fenómeno de polarización cuando trozos de papel neutros son atraídos por

un objeto cargado o cuando se coloca un globo cargado en una pared.

Cuando situamos un objeto material en un campo eléctrico se comporta según sea un

conductor o un dieléctrico. El conductor redistribuye sus cargas, En un dieléctrico las

cargas no pueden moverse libremente y, por tanto, su comportamiento es distinto.

Los dieléctricos pueden considerarse formados por dos tipos de moléculas: polares y no

polares.

Una molécula es polar cuando el centro del sistema de electrones (carga negativa) no

coincide con el de núcleos positivos. Las moléculas sin dejar de ser neutras son verdaderos

dipolos, caracterizados por su momento dipolar. Los materiales que forman, llamados

polares, están descargados en todos sus puntos, ya que la agitación térmica distribuye los

dipolos al azar. Bajo la acción de un campo eléctrico externo, los dipolos moleculares se

orientan alineándose con el campo. El grado de alineamiento no será completo debido a

la agitación térmica de las moléculas.

FENÓMENO DE LA POLARIZACIÓN Universidad Técnica Luis Vargas Torres

Araujo Chica Camilo Isaac

Si la molécula es no polar, es decir, si el centro del sistema de electrones coincide con el de los núcleos positivos, el dieléctrico es, en todos sus puntos, eléctricamente neutro. Bajo la acción de un campo eléctrico externo, los centros de los sistemas citados se separan y se crean dipolos inducidos, alineados con el campo eléctrico externo.

Macroscópicamente, en un dieléctrico se produce el fenómeno conjugado de alineamiento e inducción, separándose ligeramente el centro de las cargas positivas de todo el dieléctrico con respecto al centro de las cargas negativas. El dieléctrico en su conjunto permanece eléctricamente neutro pero se polariza, es decir, se acumula carga positiva a un lado y negativa en el otro.

AISLANTES ELECTRICOS Universidad Técnica Luis Vargas Torres

Araujo Chica Camilo Isaac

AISLANTES ELÉCTRICOS

El aislante perfecto para las aplicaciones eléctricas sería un material absolutamente no conductor, pero ese material no existe. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre. Estos materiales conductores tienen un gran número de electrones libres (electrones no estrechamente ligados a los núcleos) que pueden transportar la corriente; los buenos aislantes apenas poseen estos electrones. Algunos materiales, como el silicio o el germanio, que tienen un número limitado de electrones libres, se comportan como semiconductores, y son la materia básica de los transistores.

En los circuitos eléctricos normales suelen usarse plásticos como revestimiento aislante para los cables. Los cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con un aglutinador plástico. En los equipos electrónicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aíslan con vidrio, porcelana u otro material cerámico.

La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y poliestireno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el mylar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de epoxy y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad.

Los materiales aislantes que cubren a los conductores no sólo proveen aislación eléctrica,

pero proporcionan protección ambiental y resistencia mecánica a la fricción (tirado de

cables dentro de un conducto o expansión y contracción con variaciones de temperatura)

Tipos de aislantes

T (Thermoplastic) Material

termoplástico

H (Heat resitant) Resistente al

calor (heat).

W (Weather-resistant) Resistente

a la humedad.

A (Asbestos) Asbesto. Este

material está

prohibido en la actualidad

M (Mineral oil) Resistente a los

aceites.

N (Nylon) Cubertura exterior de

nylon.

AISLANTES ELECTRICOS Universidad Técnica Luis Vargas Torres

Araujo Chica Camilo Isaac

NM (Non-Metalic) Cubertura

exterior de nylon

(no metálica).

R (Rubber) Goma.

S (Silicon rubber) Goma

siliconada.

FEP (Teflon) FET y TFE

representan dos

TFE (Teflon) formulaciones del

Teflon

PVC (Polyvinyl Chloride) Cloruro

de polivinilo.

UF/USE (Underground Feeder/

Cables que permiten ser

Underground Service enterrados

bajo tierra.

Entrance)

El PVC es sin duda el más usado por su alta resistencia a las temperaturas y voltajes de

aislación (600 V/1.500°C, así como a la humedad ambiente.

Con lo anterior podemos deducir los grabados de los aislantes en el conductor por

ejemplo un THW esto indica que se ha usado un material termoplástico para la cubierta

aislante (T), la que es resistente al calor (H) y la humedad ambiente (W).

Los conductores de baja tensión que se utilizan en la industria de la construcción, se

clasifican de acuerdo con el tipo de aislamiento que rodea al conductor que son:

1. Conductores con aislamiento termoplástico PVC

2. Conductores con aislamiento termofijo EP, XLP

CONDUCTORES CON AISLAMIENTO TERMOPLÁSTICO

Son aquellos que, al calentarse, su plasticidad permite conformarlos a voluntad,

recuperando sus propiedades iníciales al enfriarse, pero manteniendo la forma que se les

imprimió.

CONDUCTORES CON AISLAMIENTO TERMOFIJO

A diferencia de los anteriores, los subsecuentes calentamientos no los reblandecen, sino

que los degradan.

EFECTO CORONA Universidad técnica Luis Vargas Torres

Araujo Chica Camilo Isaac

EFECTO CORONA El efecto corona es un fenómeno eléctrico que se produce en los conductores de las líneas de alta tensión y se manifiesta en forma de halo luminoso a su alrededor. Dado que los conductores suelen ser de sección circular, el halo adopta una forma de corona, de ahí el nombre del fenómeno. El efecto corona consiste en la ionización del aire que rodea a los conductores de alta tensión y que tiene lugar cuando el gradiente eléctrico supera la rigidez dieléctrica del aire, manifestándose en forma de pequeñas chispas o descargas a escasos centímetros de los cables. Al momento que las moléculas que componen el aire se ionizan, éstas son capaces de conducir la corriente eléctrica y parte de los electrones que circulan por la línea pasan a circular por el aire. Tal circulación producirá un incremento de temperatura en el gas, que se tornará de un color rojizo para niveles bajos de temperatura, o azulado para niveles altos. La intensidad del efecto corona, por lo tanto, se puede cuantificar Según el color del halo, que será rojizo en aquellos casos leves y azulado para los más severos. Las líneas eléctricas se diseñan para que el efecto corona sea mínimo, puesto que también suponen una pérdida en su capacidad de transporte de energía. En la aparición e intensidad del fenómeno influyen los siguientes condicionantes: •Tensión de la línea: cuanto mayor sea la tensión de funcionamiento de la línea, mayor será el gradiente eléctrico en la superficie de los Cables y, por tanto, mayor el efecto corona. En realidad sólo se produce en líneas de tensión superior a 80 kV. •La humedad relativa del aire: una mayor humedad, especialmente en caso de lluvia o niebla, incrementa de forma importante el efecto corona. •El estado de la superficie del conductor: las rugosidades, irregularidades, defectos, impurezas adheridas, etc., incrementan el efecto corona. •Número de subconductores: el efecto corona será menor cuanto más subconductores tenga cada fase de la línea. Como consecuencia del efecto corona se produce una emisión de energía acústica y energía electromagnética en el rango de las radiofrecuencias, de forma que los conductores pueden generar ruido e interferencias en la radio y la televisión; otra consecuencia es la producción de ozono y óxidos de nitrógeno