Definição de isolante elétrico

Escrito por j.t. barett | Traduzido por marcelo couto
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Definição de isolante elétrico
Linhas de transmissão de alta tensão (morguefile.com)

A civilização moderna flutua em um mar de eletricidade, mas a energia elétrica seria inútil sem os isolantes. A corrente elétrica procura o caminho mais fácil para um condutor ou aterramento. Para manter as pessoas seguras e evitar que as correntes se misturem, as fiações possuem uma camada isolante de plástico. Além disso, materiais não condutores compõem a maioria dos aparelhos domésticos. Já as linhas de alta tensão utilizam isolantes feitos de plástico e porcelana, que mantêm a eletricidade, algo muito poderoso, no seu lugar.

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Resistência

A resistência é a habilidade de evitar que a corrente elétrica flua. Ohm é a unidade para medida de resistência, onde um ohm é a resistência quando uma corrente de um ampère está sob o potencial de um volt. Todos os materiais apresentam alguma resistência, com exceção dos supercondutores, nos quais seu valor é nulo. Os isolantes possuem resistência extremamente alta, na ordem de bilhões de ohms.

Isolantes

Os circuitos elétricos direcionam o fluxo de corrente para fazer algo útil. Mas essa utilidade é comprometida quando a corrente se desvia para um local indevido, além de ser perigoso. Os isolantes evitam esse tipo de fluxo indesejado, o que, na maioria das vezes, é algo fácil de se fazer. Por exemplo, quando os fios estão agrupados, cada um possui seu próprio revestimento isolante para manter a corrente separada um dos outros. Os cabos de alimentação são isolados para impedir que o usuário leve um choque e evitar curtos-circuitos que poderiam causar um incêndio.

Tensão de ruptura

Dada a tensão suficiente, todos os isolantes conduzirão. Tensões altas alteram o material até o ponto em que a capacidade isolante desaparece. A tensão em que isso acontece é chamada de tensão de ruptura e os materiais isolantes são testados até romperem. O revestimento de plástico em um fio pode aguentar até mil volts. Se usado em uma aplicação com 110 volts e corrente residencial, o valor é o suficiente, mesmo com uma margem de segurança. Por outro lado, as partes usadas para linhas de transmissão podem ser expostas a potenciais de até um milhão de volts. Nesse caso, peças de cerâmica são os únicos isolantes bons o suficiente. Esses materiais devem satisfazer requisitos econômicos, técnicos e de segurança para se adequarem a uma aplicação.

Materiais

O que distingue isolantes de condutores é o movimento de elétrons. Em escala atômica, os elétrons de valência nesses materiais estão fortemente ligados. Nesse estado, eles não podem se mover, portanto, a corrente não pode fluir. Muitos materiais não metálicos, como o vidro, plástico, borracha e cerâmica, são bons isolantes. Alguns materiais fibrosos, como papel e madeira, também o são quando secos, mas conduzem quando molhados. Os gases podem ser bons isolantes, considerando que não estejam ionizados, como em uma placa de neon ou numa lâmpada fluorescente. O gás pode ser comum, como ar, ou exótico, como hexafluoreto de enxofre. Óleos minerais também apresentam boas propriedades isolantes. Vários óleos foram desenvolvidos para aplicações de alta tensão.

Utilizações

Por causa do baixo custo e flexibilidade, os plásticos são mais usados para a isolação de fios. Diferentes tipos e espessuras de plástico proporcionam diferentes graus de isolamento. Plásticos mais caros, como teflon, são reservados para uso em alta tensão. Vidro, porcelana e cerâmica são usados em equipamentos de alta tensão. Os fios nas linhas de transmissão são pendurados em isolantes feitos desses materiais. O óleo é usado em transformadores de alta tensão pois, além de manter a tensão sob controle, também resfria os transformadores.

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