Un matériau isolant électrique / un matériau isolant est utilisé pour obstruer la circulation du courant. Il forme des liaisons ioniques et les matériaux qui ont une faible conductivité et une résistivité élevée sont disponibles sous forme de solide, liquide, gazeux comme le plastique utilisé pour les bouchons, huile isolante utilisée dans transformateur , etc. Ces matériaux ont une résistance très élevée de sorte que le flux de courant électrique nécessite une tension extrêmement élevée comme le kilo ou le mégavolts pour leur envoyer quelques milliampères de courant. Les isolateurs sont principalement utilisés pour le stockage et également dans tous les équipements électriques domestiques et commerciaux pour isoler le conducteur de la terre.
Qu'est-ce qu'un matériau isolant / un matériau isolant électrique?
Le matériau isolant électrique / les matériaux isolants sont les matériaux qui inhibent la transmission de chaleur, le courant électrique ou le bruit. Tous les matériaux isolants ont un coefficient de température de résistance négatif et, en tant que tel, la résistivité est réduite avec une augmentation de la température. La fonction de l'isolant est très importante sans laquelle aucune machine électrique ne peut fonctionner, la majorité des pannes dans le domaine de l'électrotechnique est due à la défaillance de l'isolation. L'importance des matériaux isolants augmente de jour en jour car il existe un nombre incalculable de types d'isolants disponibles sur le marché. Le choix du bon type de matière isolante est très important car la durée de vie de l'équipement dépend du type de matériau utilisé.
Principes de base du matériau isolant
Le isolateurs sont les matériaux qui ont les électrons de valence huit ou plus près de huit. Lorsque les électrons de valence sont huit, l'atome est évidemment dans un état stable et ils offrent une très haute résistance car il n'y a pas d'électrons libres, l'intervalle interdit entre la conduction et la bande de valence est également plus. La structure atomique du matériau isolant néon est illustrée dans la figure ci-dessous.
Structure atomique du matériau isolant au néon
Comme le montre la figure ci-dessus, cet atome a huit électrons dans l'orbite la plus externe, ils sont donc stables et peuvent être considérés comme un isolant. La structure atomique du fluor a sept électrons dans leur orbite la plus externe dans un électron de valence. La structure atomique du matériau isolant fluor est illustrée dans la figure ci-dessous.
Structure atomique du fluor
Les atomes comme l'oxygène qui n'ont que six électrons dans un électron de valence peuvent être classés aussi comme isolant mais les propriétés isolantes de l'oxygène sont inférieures à celles du fluor et du néon.
Structure atomique de l'oxygène
Les atomes ayant huit électrons et sept électrons dans une orbite la plus externe se comportent comme un bon isolant par rapport aux atomes ayant six électrons de valence.
Qu'est-ce que Glass Insulator?
A haute température, les isolants en verre sont conçus ou fabriqués en mélangeant les différents types de matériaux, y compris le quartz et la poudre de chaux, puis se refroidissent dans le moule. Le principal inconvénient de l'isolant en verre est que, par rapport aux autres types d'isolateurs, les contaminations sont facilement observées par l'isolant en verre et à la surface de l'isolant en verre, l'humidité peut être distillée facilement.
Propriétés
Les propriétés de l'isolant en verre sont
- Résistance diélectrique: La valeur approximative de la rigidité diélectrique est de 140 kV / cm.
- Résistance à la compression: La valeur approximative de la résistance à la compression est de 10 000 kg / cm².
- Résistance à la traction: La valeur approximative de la résistance à la traction est de 35 000 kg / cm².
Avantages
Les avantages de l'isolant en verre sont
- Comparé à la porcelaine, la rigidité diélectrique est très élevée dans un isolant en verre
- Haute résistivité
- La résistance à la traction est supérieure à celle de la porcelaine
- C'est moins cher que l'isolant en porcelaine
- Moins de coût
Qu'est-ce que l'isolant polymère?
L'isolant polymère ou polymère est également appelé isolant composite. C'est un matériau isolant léger et à haute résistance mécanique. L'inconvénient de l'isolant polymère est qu'il y a un espace indésirable entre l'abri contre les intempéries et le noyau, leur humidité peut pénétrer.
Propriétés
L'isolant polymère ou polymère a d'excellentes propriétés: hydrophobicité, légèreté et capacité anti-intempéries.
Avantages
Les avantages de l'isolant polymère sont
- Comparé à l'isolant en porcelaine et en verre, l'isolant polymère est très léger
- Le coût d'installation est faible
- La résistance à la traction est supérieure à celle de la porcelaine
- Meilleure performance
Qu'est-ce qu'un isolant en porcelaine?
L'isolant en porcelaine est un matériau isolant en silicate d'aluminium. De nos jours, ce matériau est utilisé pour l'isolant aérien. La semaine en tension et en mauvaise résistance aux chocs est les inconvénients d'un isolant en porcelaine. La porcelaine peut également être appelée céramique. Les applications de cet isolant sont les lignes de distribution et de transmission, les isolateurs, les traversées de transformateur, les unités de fusibles, les fiches et les prises
Propriétés
Les propriétés de l'isolant en porcelaine sont
- Résistance diélectrique: La valeur approximative de la rigidité diélectrique est de 60 kV / cm.
- Résistance à la compression: La valeur approximative de la résistance à la compression est de 70 000 Kg / cm².
- Résistance à la traction: La valeur approximative de la résistance à la traction est de 500 Kg / cm².
Avantages
Les avantages de l'isolant en porcelaine sont
- Par rapport à l'isolant en verre, la résistance mécanique de l'isolant en porcelaine est très élevée
- Le courant de fuite est faible
- Il est moins affecté par la température
- Longue vie
- Facile à maintenir
- Très flexible
- Très fiable
Propriétés du matériau isolant
Tous les isolateurs lorsqu'ils sont utilisés ne doivent pas seulement se comporter comme un isolant sur une large plage de tension électrique, mais doivent également être résistants mécaniquement. Ils ne doivent pas être affectés par la chaleur, l’atmosphère, les effets chimiques et doivent être exempts de déformation due au vieillissement. Par conséquent, avant de choisir un matériau isolant, il est tout à fait essentiel de connaître les différentes propriétés et leurs effets sur l'isolation. Les différentes propriétés des matériaux isolants sont les propriétés électriques, les propriétés visuelles, les propriétés mécaniques, thermiques et chimiques.
Propriétés électriques
Les propriétés électriques des matériaux isolants sont divisées en deux types: la résistance isolante et la rigidité diélectrique. La résistance isolante est à nouveau classée en deux types: la résistance de volume et la résistance de surface. Les facteurs affectant la résistance isolante sont la température, le vieillissement, la tension appliquée et l'humidité et les facteurs affectant la rigidité diélectrique sont la température et l'humidité.
Propriétés visuelles
Les propriétés visuelles du matériau isolant sont son apparence, sa couleur et sa cristallinité.
Propriétés mécaniques
Certaines des propriétés mécaniques à prendre en compte lors de la sélection du matériau isolant sont la tension et la compression, la résistance à l'abrasion, à la déchirure, au cisaillement et aux chocs, la viscosité, la porosité, la solubilité, l'absorption d'humidité et l'usinabilité et la moulabilité.
Propriétés thermiques
Les propriétés thermiques du matériau isolant sont le point de fusion, le flash, la volatilité, la conductivité thermique, la dilatation thermique et la résistance à la chaleur.
Propriétés chimiques
Les diverses propriétés chimiques du matériau isolant sont la résistance aux effets chimiques externes, les effets sur d'autres matériaux, les modifications chimiques du matériau, l'hygroscopicité et le vieillissement.
Classification du matériau isolant
La classification des matériaux isolants est basée sur la classification thermique, la classification physique, la classification structurelle, chimique et le processus de fabrication.
Classification thermique
Thermiquement, les isolateurs sont classés en sept types ou sept classes: classe-Y, classe-A, classe-E, classe-B, classe-F, classe-H et classe-C.
Chic
La température de limitation de la classe Y est de 900 C et les matériaux de la classe Y sont le coton, le papier, la soie et des matières organiques similaires.
Classe A
La température de limitation de classe A est de 1050 C et les matériaux de la classe A sont le papier imprégné, la soie, le polyamide, le coton et les résines.
Classe E
La température de limitation de la classe E est de 1200 C et les matériaux de la classe E sont des isolants en fil émaillé à base de plastiques en poudre, de résines polyvinylépoxy, etc.
Classe-B
La température de limitation de la classe B est de 1300 C et les matériaux de la classe B sont des matériaux inorganiques imprégnés de vernis.
Classe-F
La température de limitation de la classe F est de 1550 C et les matériaux de la classe F sont le mica, l'époxyde de polyester verni à haute résistance à la chaleur.
Classe-H
La température de limitation de la classe H est de 1800 C et les matériaux de la classe H sont des matériaux composites sur le mica, le verre, la fibre, etc.
Classe-C
La température de limitation de la classe C est> 1800 C et les matériaux de la classe C sont le verre, le mica, le quartz, la céramique, le téflon, etc.
Classification physique du matériau isolant
La classification physique des matériaux isolants est classée en trois types: solide, liquide et gazeux. La classification physique des isolateurs est indiquée dans la figure ci-dessous.
Classification physique des matériaux isolants
Les matériaux isolants solides sont fibreux, céramiques, mica, verre, caoutchouc et résineux. Les matériaux isolants liquides sont des huiles minérales, des huiles synthétiques, des huiles pour transformateurs et des huiles diverses. Les matériaux isolants gazeux sont l'air, l'hydrogène, l'azote et l'hexafluorure de soufre.
Classification structurelle
La classification structurelle des matériaux isolants est classée en deux types: cellulose et fibreuse.
Classification chimique
La classification chimique du matériau isolant est classée en deux types: organique et inorganique.
Processus de fabrication
Le processus de fabrication est classé en deux types: ils sont naturels et synthétiques.
Certains des matériaux isolants sont la fibre de verre, la laine minérale, la cellulose, les fibres naturelles, le polystyrène, le polyisocyanurate, le polyuréthane, les parements isolants, la mousse phénolique, la mousse d'urée-formaldéhyde, etc.
Applications de Matériau isolant
Les applications du matériau isolant sont
- Câble et lignes de transmission
- Systèmes électroniques
- Systèmes d'alimentation
- Appareils électroménagers portables
- Ruban isolant pour câbles électriques
- Équipement de protection individuelle
- Tapis électriques en caoutchouc
FAQ
1). Quels sont les matériaux isolants courants?
Certains des matériaux isolants courants comme la céramique, le verre, le téflon, le silicone, etc.
2). Quels matériaux sont utilisés pour isoler les fils?
Certains des meilleurs bons matériaux isolants électriques sont le verre, le papier, le téflon, le PVC, le vernis et le caoutchouc.
3). Quels sont les matériaux isolants thermiques courants?
Les matériaux isolants thermiques courants sont la laine minérale, la fibre de verre, le polystyrène, la cellulose, la mousse de polyuréthane, etc.
4). Quelles sont les applications des matériaux isolants?
Les applications du matériau isolant sont les tapis électriques en caoutchouc, les systèmes électriques et électroniques, les câbles et les lignes de transmission, etc.
5). Quelle est l'importance des matériaux isolants?
Le choix du bon type de matériau isolant est très important car la durée de vie de l'équipement dépend du type de matériau utilisé.
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