Qual e a condição fundamental para que um material seja isolante elétrico?

Antes de falar sobre isolamento elétrico e sua importância, a primeira coisa que precisamos entender é que existem materiais condutores de eletricidade e materiais

isolantes de eletricidade.

Condutores elétricos

Como o próprio nome já sugere, os materiais condutores elétricos, são aqueles em que os elétrons se deslocam com mais facilidade em seu interior. Ou seja, a energia elétrica percorre livremente.

Entre os materiais condutores elétricos, alguns exemplos são o cobre, alumínio, ouro, prata, etc. Os metais em geral são ótimos condutores de energia elétrica. Por isso que interior dos fios elétricos costuma ser feito com cobre, alumínio ou estanho.

Além dos metais, existem outros materiais que são condutores de energia elétrica, como a água, o próprio solo e até mesmo o corpo humano.

Isolantes elétricos

Já os materiais isolantes elétricos são praticamente o contrário do condutores. Os isolantes elétricos possuem poucos elétrons livres e estes resistem ao fluxo de corrente elétrica. Isso quer dizer que a eletricidade tende a não percorrer no interior desse material.

A função do material isolante é separar o condutor elétrico e fazer com que a eletricidade percorra somente onde deve percorrer, sem escapar para outros lugares desnecessários.

Um exemplo simples de entender essa ideia é o do fio elétrico. O fio elétrico tem seu interior feito geralmente de cobre ou algum outro metal – que, como vimos anteriormente, são ótimos condutores elétricos – e revestido com um material isolante para que a eletricidade percorra somente dentro do fio e não cause acidentes ou fugas de energia elétrica em vão.

Além dos fios e cabos, o isolamento elétrico também é usado em sistemas de energia. Por exemplo, pequenos transformadores, motores elétricos e geradores de energia possuem um isolamento das bobinas de arame por meio de verniz polimérico.

Há também a fita isolante de fibra de vidro que é usada como um separador de bobina de enrolamento.

Entre os materiais isolantes elétricos estão o PVC, o vidro, o amianto, o laminado rígido, o silicone, o verniz, a resina, o papel, o teflon, entre outros.

Por que o isolamento elétrico é importante?

O isolamento elétrico não é só importante, como necessário. O principal motivo de se fazer o isolamento elétrico é para manter a segurança e evitar choques elétricos.

O choque elétrico pode ocasionar feridas fatais, resultados de movimentos involuntários. Também pode causar morte por fibrilação ventricular (problemas no bombeamento do coração) ou contração muscular.

Além de evitar choques elétricos, o isolamento também protege os materiais pelos quais a corrente elétrica transita. O isolamento elétrico limita o fluxo de corrente entre os diferentes condutores elétricos.

Importante ressaltar que não existe um material de isolamento elétrico perfeito. Cada material possui certa resistência a eletricidade, mas não é uma resistência infinita. Por isso é ideal escolher o tipo de material adequado para cada situação.

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Provavelmente, você já ouviu falar que um determinado material é um isolante elétrico, mas, você sabe o que isso quer dizer? No artigo de hoje, separamos um guia completo sobre o que são os materiais isolantes elétricos. Então, vamos lá pessoal!

A maioria dos materiais são isolantes ou condutores elétricos! Esses materiais atuam tanto aumentando o fluxo de energia quanto inibindo a sua propagação.

Nos átomos que compõem esses materiais existem núcleos com cargas positivas, envoltos por elétrons com cargas negativas.

Para os condutores e isolantes, o núcleo com carga positiva não se move, o que faz com que a principal diferença entre os condutores e os isolantes esteja no movimento dos elétrons.

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De acordo com o modelo atômico de Bohr, o átomo é constituído por partículas elementares, sendo as mais importantes os elétrons, os prótons e os nêutrons. Na imagem abaixo, é possível ver um esquema do átomo de Bohr.

Imagem do modelo atômico de Bohr.

Todo átomo possui uma camada de valência, que é a última camada eletrônica ou o último nível energético. Os elétrons presentes nessa camada são chamados de elétrons de valência.

Na maioria dos átomos, o número máximo de elétrons de valência é oito. Quando um átomo possui oito elétrons de valência, diz-se que o átomo tem estabilidade química ou molecular.

Os átomos que têm entre 5 e 8 elétrons de valência não cedem facilmente elétrons, já que a sua camada de valência está quase completa.

Esses materiais não são bons condutores de corrente elétrica, uma vez que eles não fornecem elétrons livres facilmente. Portanto, são conhecidos como materiais isolantes elétricos.

Para que um isolante elétrico passe elétrons da banda de valência para a banda de condução, é necessário aplicar uma grande energia.

O que são isolantes elétricos?

Os materiais isolantes elétricos ou dielétricos são caracterizados por apresentarem uma resistência considerável à passagem de corrente elétrica se comparados aos materiais condutores elétricos.

Nos materiais dielétricos, os elétrons estão fortemente ligados ao núcleo de seus átomos e a condução só é possível na presença de campos elétricos elevados.

Entre os materiais isolantes mais conhecidos podemos citar:

• Ar nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP)
• Ar comprimido
• Vácuo
• Gás SF6
• Papel
• Borracha
• Óleo mineral
• Madeira
• Porcelana
• Vidro
• Plásticos

Os isolantes são essenciais para a segurança em eletricidade, pois eles isolam os condutores elétricos, impedindo choques e curtos-circuitos.

Eles garantem a segurança e a integridade dos profissionais, usuários e equipamentos elétricos. Além disso, eles são muito usados para impedir a passagem de corrente ou para evitar a fuga da corrente elétrica em um cabo condutor.

Principais funções dos materiais dielétrico:

• Realizam o isolamento entre os condutores, entre eles e a massa ou a terra, ou ainda, entre eles e qualquer outra massa metálica existente na sua vizinhança
• Modificam em proporções importantes, o valor do campo elétrico existente em determinado local

Alguns materiais isolantes podem ser polarizados, isto é, quando expostos a um forte campo elétrico externo, formam em seu interior um campo elétrico contrário, dificultando ainda mais a formação de correntes elétricas.

Os materiais isolantes capazes de apresentar tal comportamento são chamados de dielétricos e são muito utilizados em capacitores, por exemplo.

Sob condições especiais, como altas temperaturas, tensão mecânica ou enormes diferenças de potencial, os materiais isolantes tornam-se condutores.

Quando isso acontece, a corrente elétrica que os atravessa geralmente causa um grande aquecimento em razão do efeito Joule, ou seja, devido às colisões entre os elétrons e os átomos que constituem o material em questão.

O exemplo mais simples de ruptura da rigidez dielétrica é a da formação dos raios: o campo elétrico que se forma entre as nuvens carregadas e o solo é tão grande que o ar torna-se ionizado, permitindo que os elétrons saltem de átomo para átomo.

Entretanto, mesmo sendo capaz de conduzir a corrente elétrica, o ar volta a tornar-se um meio isolante após a descarga atmosférica.

Quer entender o que é e onde usar a fita isolante líquida, recomendamos que assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica.

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Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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