Dielétricos, Ferro eletricidade e
Piezoeletricidade
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
DEE323 - Ciência e Tecnologia dos Materiais
Semestre: 2019.1
Professor Mendelsson Rainer M. Neves
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Dielétricos - aula de slides, Slides de Engenharia Elétrica
Dielétricos - aula de slides Universidade Federal de Roraima
Tipologia: Slides
2020
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Dielétricos, Ferro eletricidade e
Piezoeletricidade
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DEE323 - Ciência e Tecnologia dos Materiais Semestre: 2019. Professor Mendelsson Rainer M. Neves E-mail: [email protected] Sala: Coordenação
Introdução
Resistividade: (
8
a 10
22
)Ω.m;
Aplicações:
Elementos capacitivos em circuitos e isolantes elétricos;
Propriedades de maior interesse:
Resistividade elétrica
Constante dielétrica
Fator de perda (perda dielétrica)
Rigidez dielétrica
Baixo número de elétrons na banda de condução;
Barreira de energia (“GAP”) da ordem de 4eV a 8eV;
Introdução
Definição pela ABNT: “um material no qual a banda de
valência é uma banda cheia, separada da banda de
condução por uma banda proibida, de largura tal que,
para passar elétrons da banda de valência para a
banda de condução, é necessária uma energia tão
grande que é capaz de causar a ruptura do material”
Introdução
Capacitância:
Propriedade de um capacitor armazenar cargas separadas eletricamente, quando existe diferença de potencial.
Capacitor:
Dispositivo constituído de dois condutores com superfícies separadas por um meio isolante.
Dielétrico:
Meio em que é possível produzir ou manter um campo elétrico.
Dielétrico perfeito:
Dielétrico em que toda energia do campo elétrico é recuperada.
Dielétrico imperfeito:
Dielétrico em que parte da energia do campo elétrico é recuperada.
Absorção dielétrica:
Se manifesta com uma corrente que decresce gradualmente com o tempo.
Corrente de condução:
É aquela proporcional ao potencial.
Constante dielétrica:
Razão entre a capacitância com meio dielétrico e a capacitância no vácuo.
Materiais Isolantes de Uso Industrial
mais Frequente
b) Fibras naturais: papel impregnado em resinas ou óleos, algodão, seda – usados me suportes isolantes e em revestimentos de cabos, capacitores e bobinas;
Materiais Isolantes de Uso Industrial
mais Frequente
c) Cerâmicas: óxido de alumínio, titanato de bário, porcelana, etc. – utilizadas basicamente em isoladores de baixa, média e alta tensão, e em capacitores de baixa e alta tensão (elevada constante dielétrica); d) Resinas plásticas: poliéster, polietileno, PVC (Poli Cloreto de Vinila), Teflon, etc. – aplicados em revestimentos de fios e cabos, capacitores e peças isolantes:
Materiais Isolantes de Uso Industrial
mais Frequente
g) Borrachas sintéticas: neoprene, EPR (Epileno Propileno), XLPE (Polietileno Reticulado) e borracha butílica – usados como capa protetora de cabos; h) Mica: material mineral usado em capacitores e em ligações entre transistores de alta potência; g) Vidro e Madeira: principal emprego em isoladores de linhas de transmissão. As fibras de vidro são usadas no lugar dos papéis em algumas aplicações. madeira: grande utilização em cruzetas de postes de distribuição;
Materiais Isolantes
Capacitância
Análise das Expressões: Quanto maior a ÁREA das placas maior a CAPACITÂNCIA 𝐀 ∝ 𝑪 Quanto maior a DISTÂNCIA entre as placas, menor a CAPACITÂNCIA 𝒍 ∝ 𝟏 𝑪 Quanto maior a CONSTANTE DIELÉTRICA, maior a CAPACITANCIA 𝝐 ∝ 𝑪
Capacitância
Outras formas do capacitor: 𝑪 = 𝜺
𝑨 𝒍
Capacitância
Capacitância
Capacitância
SENSOR CAPACITIVO
“Sensores que detectam qualquer tipo de massa” Aspecto físico: Sensor Capacitivo de Umidade Modelo HIH-4000 (Honeywell) Sensor Capacitivo de Nível modelo CG Sensor Capacitivo de Proximidade
Capacitância
SENSOR CAPACITIVO
Detectam massa pela alteração do dielétrico do capacitor: 𝑽 ∝ 𝑬 ALTERAÇÃO DO DIELÉTRICO ALTERAÇÃO DA CAPACITÂNCIA ALTERAÇÃO DO POTENCIAL ALTERAÇÃO DA QUANTIDADE DE CARGAS