Practica 6 Electricidad y magnetismo Aragon
Páginas: 5 (1073 palabras)
Publicado: 27 de octubre de 2013
OBJETIVOS:
Observar la ruptura de la rigidez dieléctrica del aire y de algunos sólidos y líquidos. Cuantificar el valor del campo eléctrico para el cual ocurre la ruptura en algunos materiales.
CONCEPTOS NECESARIOS
a) Campo eléctrico entre placas planas y paralelas
b) Potencial eléctrico
c) Diferencia de potencial
d) Cargas inducidas
e) Susceptibilidad, coeficiente dieléctrico ypermitividad.
EQUIPO
1 Probador de ruptura y sus accesorios
1 Autotransformador variable de 0 a 120 volts
1 Milímetro
1 Regla graduada
1 Juego de muestras de sólidos
1 Juego de muestras de líquidos
1 Tablero de conexiones
Juego de caimanes
Puntas de prueba
INTRODUCCIÓN
Clasificación general de los materiales
La clasificación general de los materiales es: conductores(tienen de uno a tres electrones en su ultima capa orbital); semiconductores (tienen cuatro electrones en su última capa orbital); y aislantes (tienen entre cinco y ocho electrones en su capa de valencia); estos últimos también conocidos como dieléctricos; la propiedad principal que presentan es al de no permitir el flujo de electrones a través de su estructura.
Constante dieléctrica
Cadamaterial tiene un calor que determina el grado en que serán más efectivos como dieléctricos (aislantes). Este valor recibe el nombre de constante dieléctrica de ese material. Ejemplos:
MATERIAL CONSTANTE DIELÉCTRICA (K) adimensional
Aire
Resina
Hule duro
Papel seco
Vidrio
Baquelita
Mica
Porcelana
Mycalex
Compuestos de dióxido de titanio 1
2.5
2.8
3.5
4.2
4.5 y 7.5
5 a 9
5.5
890 a 170
Afectaciones al dieléctrico
Existen características físicas y químicas que pueden modificar las propiedades dieléctricas de un aislador, tales como: espesor, forma, humedad, salinidad, etc.
La diferencia entre los buenos y los malos dieléctricos se puede expresar según el grado de facilidad con la que las fuerzas electrostáticas afectan a las moléculas del dieléctrico.Rigidez dieléctrica
Todo aislante tiene una propiedad llamada rigidez dieléctrica, que indica la máxima tensión que puede ser aplicada en los extremos de un dieléctrico de manera segura; si se excede esta tensión, las moléculas del material dieléctrico se romperán y se producirá un arco eléctrico entre las placas a través del dieléctrico.
De esta manera, se puede definir la rigidez dieléctricacomo la máxima tensión permisible para un espesor especifico de un material antes de que se convierta en conductor. Ejemplo
MATERIAL RESISTENCIA DIELÉCTRICA
(V/0.01 CM)
Aire
Fibra
Vidrio
Aceite de recino
Baquelita
Porcelana
Papel parafinado
Papel encerado
Mica 80
50
200
370
500
750
1200
1800
2000
Campo eléctrico
Se establece que el campo eléctrico aplicado esdirectamente proporcional al voltaje de ruptura (dado en KV), e inversamente proporcional al a distancia entre las placas (dada en mm).
Es decir:
Donde VR es el voltaje de ruptura.
d es la distancia entre los electrodos (espesor del material)
DESARROLLO
1.- Conecte el voltímetro a la salida del autotransformador variable (Variac) como se indica en la figura siguiente; y observe quesucede al variar el control del Variac. Asegúrese de que el multímetro está siendo empleado en la forma correcta.
MEDICIÓN DE LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA EN GASES (AIRE)
2.- Conecte el primario del transformador a la salida del Variac como se indica en la figura
3.- Fije una separación entre los electrodos de 1 cm, encienda el Variac y lentamente incremente el voltajehasta observar la ruptura de la rigidez dieléctrica en el aire. En este momento abra la puerta del probador de ruptura -Con lo cual se interrumpe el alto voltaje-.
4.- Tome nota de la diferencia de potencial en el voltímetro en el momento que ocurre la ruptura.
NOTA: En el instante que ocurre la ruptura de la rigidez dieléctrica de los dos focos indicadores se encenderán intensamente, este...
Observar la ruptura de la rigidez dieléctrica del aire y de algunos sólidos y líquidos. Cuantificar el valor del campo eléctrico para el cual ocurre la ruptura en algunos materiales.
CONCEPTOS NECESARIOS
a) Campo eléctrico entre placas planas y paralelas
b) Potencial eléctrico
c) Diferencia de potencial
d) Cargas inducidas
e) Susceptibilidad, coeficiente dieléctrico ypermitividad.
EQUIPO
1 Probador de ruptura y sus accesorios
1 Autotransformador variable de 0 a 120 volts
1 Milímetro
1 Regla graduada
1 Juego de muestras de sólidos
1 Juego de muestras de líquidos
1 Tablero de conexiones
Juego de caimanes
Puntas de prueba
INTRODUCCIÓN
Clasificación general de los materiales
La clasificación general de los materiales es: conductores(tienen de uno a tres electrones en su ultima capa orbital); semiconductores (tienen cuatro electrones en su última capa orbital); y aislantes (tienen entre cinco y ocho electrones en su capa de valencia); estos últimos también conocidos como dieléctricos; la propiedad principal que presentan es al de no permitir el flujo de electrones a través de su estructura.
Constante dieléctrica
Cadamaterial tiene un calor que determina el grado en que serán más efectivos como dieléctricos (aislantes). Este valor recibe el nombre de constante dieléctrica de ese material. Ejemplos:
MATERIAL CONSTANTE DIELÉCTRICA (K) adimensional
Aire
Resina
Hule duro
Papel seco
Vidrio
Baquelita
Mica
Porcelana
Mycalex
Compuestos de dióxido de titanio 1
2.5
2.8
3.5
4.2
4.5 y 7.5
5 a 9
5.5
890 a 170
Afectaciones al dieléctrico
Existen características físicas y químicas que pueden modificar las propiedades dieléctricas de un aislador, tales como: espesor, forma, humedad, salinidad, etc.
La diferencia entre los buenos y los malos dieléctricos se puede expresar según el grado de facilidad con la que las fuerzas electrostáticas afectan a las moléculas del dieléctrico.Rigidez dieléctrica
Todo aislante tiene una propiedad llamada rigidez dieléctrica, que indica la máxima tensión que puede ser aplicada en los extremos de un dieléctrico de manera segura; si se excede esta tensión, las moléculas del material dieléctrico se romperán y se producirá un arco eléctrico entre las placas a través del dieléctrico.
De esta manera, se puede definir la rigidez dieléctricacomo la máxima tensión permisible para un espesor especifico de un material antes de que se convierta en conductor. Ejemplo
MATERIAL RESISTENCIA DIELÉCTRICA
(V/0.01 CM)
Aire
Fibra
Vidrio
Aceite de recino
Baquelita
Porcelana
Papel parafinado
Papel encerado
Mica 80
50
200
370
500
750
1200
1800
2000
Campo eléctrico
Se establece que el campo eléctrico aplicado esdirectamente proporcional al voltaje de ruptura (dado en KV), e inversamente proporcional al a distancia entre las placas (dada en mm).
Es decir:
Donde VR es el voltaje de ruptura.
d es la distancia entre los electrodos (espesor del material)
DESARROLLO
1.- Conecte el voltímetro a la salida del autotransformador variable (Variac) como se indica en la figura siguiente; y observe quesucede al variar el control del Variac. Asegúrese de que el multímetro está siendo empleado en la forma correcta.
MEDICIÓN DE LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA EN GASES (AIRE)
2.- Conecte el primario del transformador a la salida del Variac como se indica en la figura
3.- Fije una separación entre los electrodos de 1 cm, encienda el Variac y lentamente incremente el voltajehasta observar la ruptura de la rigidez dieléctrica en el aire. En este momento abra la puerta del probador de ruptura -Con lo cual se interrumpe el alto voltaje-.
4.- Tome nota de la diferencia de potencial en el voltímetro en el momento que ocurre la ruptura.
NOTA: En el instante que ocurre la ruptura de la rigidez dieléctrica de los dos focos indicadores se encenderán intensamente, este...
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