Materiais Isolantes

Campo elétrico
 
Nas proximidades de um corpo eletrizado observam-se certos fenômenos de
atração e repulsão de outros corpos, fenômenos estes cujo estudo é objetivo da
Eletrostática.
 
O estado peculiar de um corpo eletrizado pode ser obtido pelos processos
estudados em física ( atrito com outro corpo não eletrizado; contato com outro corpo já eletrizado; influencia de outro corpo eletrizado).
 
Um corpo eletrizado pode ser considerado como possuindo uma certa
quantidade de eletricidade, distinguindo-se duas espécies de eletricidade: positiva ou vítrea e negativa ou resinosa. A quantidade de eletricidade (positiva ou negativa) que se admite existir em um corpo eletrizado constitui a carga elétrica desse corpo.
 
Sb o ponto de vista eletrônico, um corpo carregado positivamente apresenta uma
deficiência de elétrons em relação ao estado normal, não eletrizado ou neutro. A carga negativa corresponde a um excesso de elétrons. A carga elétrica de um elétron é de 4,80 x 10-10 stat Coulomb.
 
A região do espaço na qual são observados fenômenos elétricos (nas
proximidades de um corpo eletrizado) é um campo elétrico. A intensidade, a direção e o sentido das forças que se observam em um campo elétrico podem ser estudados mediante o emprego de corpos de prova.
 
O campo elétrico pode ser representado por linhas de força, iniciadas sempre em uma carga positiva e terminadas em uma carga negativa; quanto mais intenso for o campo elétrico, maior será o numero de linhas de força a empregar na sua representação.
 
DIELÉTRICOS
 
Certas experiências de Física permitem verificar a existência de substancias através das quais pode ser observada a ação de um corpo eletrizado sobre outros corpos.
 
Entre estas experiências incluem-se a de interposição de anteparos entre o
corpo eletrizado e o corpo de prova; a do encerramento deste em recintos fechados ou quase fechados; o mergulho do corpo de prova em meios dielétricos.
 
Todas as substancias dielétricas são isolantes, as não dielétricas são
condutoras de eletricidade.
 
As substancias dielétricas ou, simplesmente, os dielétricos, não se
comportam todas do mesmo modo quando sujeitas a diferenças de potencial.
 
Há 3 classificações para os dielétricos.

Dielétricos sem absorção – gases, enxofre;
Dielétricos com absorção reversível – mica, borracha dura;
Dielétricos com absorção irreversível – substâncias impuras ou contendo umidade.

Constante Dielétrica
 
A capacitância C de um condensador, possuindo um dielétrico qualquer, é
definida pela relação:
 
C = Q / V
 
Q = carga eletrostática ou quantidade de eletricidade recebida pelo condensador.

V = diferença de potencial aplicada entre as placas.
 
Para o mesmo condensador, sendo porem a substancia isolante substituída pelo
vácuo, tem-se:
 
A relação Co = Qo / V k = C / Co é a constante dielétrica da substancia
considerada.
 
No quadro seguinte é indicada a ordem de grandeza da constante dielétrica e da
resistividade.
 

 
Rigidez Dielétrica
 
Isolante ou dielétrico é uma substancia no interior da qual não existem ou muito
poucas, partículas carregadas, livres de se moverem continuamente sob a influencia de um campo elétrico. Entretanto, para cada dielétrico, existe uma intensidade de campo limite, ultrapassada a qual, a substancia perde suas propriedades isoladoras, e se torna condutora. Rigidez Dielétrica de uma substancia é a máxima intensidade de campo a que ela pode ser sujeita sem perder suas qualidades de isolante. A rigidez dielétrica do ar, por exemplo, a pressão atmosférica, é de cerca de 100 dinas por statcoulomb, ou 3x 106 newtons por Coulomb; a do vidro é duas ou três vezes maior.
 
Ao aumentar progressivamente a diferença de potencial V entre as placas de um
certo condensador, aumenta a quantidade de eletricidade Q recebida pelo condensador, de acordo com a relação.
 
Atingido porém um certo valor de V, o dielétrico deixa bruscamente de funcionar como isolante, sendo atravessando por uma corrente elétrica. O valor da diferença de potencial correspondente, referido à umidade de espessura do dilétrico (kV/mm) é a resistência dielétrica ou rigidez dielétrica
 
O valor da resistência dielétrica de uma certa substancia isolante depende de
vários fatores, entre os quais:
 
- espessura do dielétrico;
- Forma dos corpos de prova;
- temperatura;
- duração da aplicação da d.d.d V.
- rapidez do crescimento de V.
- Freqüência (no caso de d.d.p. alternativa)
 
O quadro seguinte apresenta valores de resistência dielétrica para alguns
isolantes: