Conceito de Rigidez Dielétrica

A rigidez dielétrica é uma propriedade intrínseca do material analisado. Pode ser obtida experimentalmente posicionando duas placas paralelas com o dielétrico entre elas, e submetendo esse dielétrico a uma variação no potencial, quando esse dielétrico passar a conduzir corrente, teremos o valor da rigidez dielétrica do material.
A rigidez é um número escalar, e pode ser expresso por:

[R] = [kV]/[mm] Um fato curioso a cerca da rigidez dielétrica é que não existe uma fórmula para determiná-la, a determinação é feita exclusivamente por dados obtidos experimentalmente.

Principais Materiais

Como principais mateiriais podemos citar:
- Policloreto de vinilo (PVC): 18 kV/mm
- Polietileno de alta densidade: >22 kV/mm
- Polietileno de baixa densidade: >20 kV/mm
- Ar 3 kV/mm
- Baquelite 24 kV/mm
- Borracha de Neopreno 12kV/mm
- Nylon 14 kV/mm
- Papel 16kV/mm
- Polistireno 24kV/mm
- Quartzo 8 kV/mm

Importância

Ao fazermos as considerações sobre as importâncias da rigidez dielétrica basta tomarmos uma situação qualquer onde ela não existe para verificarmos sua necessidade.
Tomemos por exemplo um circuito elétrico qualquer, esse circuito só não possui interferências exteriores e até interiores exatamente pela existência da rigidez dielétrica dos materiais, uma placa de circuito impresso por exemplo, é formada por uma camada de material dielétrico, como fenolite, fibra de vidro, fibra de poliéster ou qualquer polímero (exatamente por esses mesmos polímeros apresentarem rigidez dielétrica considerável), e uma fina camada de cobre, prata, ouro ou qualquer material condutor.

Esse circuito só é funcional pois em algum momento foi considerada a rigidez dielétrica dos polímeros e foi feito cálculos para determinar que a distância entre um trecho do circuito preenchida por polímero é suficiente para impedir que aconteça a ruptura dielétrica.

Raios

Definição:
- Os raios são descargas elétricas entre o céu e a superfície.

Porque?
- Os raios acontecem porque em uma tempestade existe um arranjo de nuvens eletrizadas negativamente em baixo e nuvens eletrizadas positivamente em cima, tendo assim um campo elétrico entre elas
- Além disso, a nuvem eletrizada negativamente fará a indução de uma carga positiva na superfície, estabelecendo também entre a nuvem eletrizada negativamente e a superfície um campo elétrico. Com o passar do tempo as cargas se concentrarão e teremos então um campo elétrico de alta magnitude capaz de romper a rigidez dielétrica do ar.
- Nesse momento pode-se criar uma enorme centelha elétrica entre a nuvem e a superfície, ou entre as nuvens, criando o que chamamos de "relâmpago". Com isso temos também o aquecimento do ar, que formará uma onda sonora que se propagará e tornará possível que escutemos o relâmpago.

Pára-Raios
- Os pára-raios foram inventados pelo cientista Benjamin Franklin, que notou que os raios nada mais eram que uma centelha em enormes proporções, parecida com aquelas que ele observava em seu laboratório.
- Assim, para comprovar que os raios eram como centelhas, o cientista tomou uma pipa e a empinou a fim de levar um fio condutor próximo das nuvens, então ele observou que eletricidade estava passando por este fio, sabendo assim que havia campo elétrico nas nuvens e que os raios eram exatamente como suspeitava, centelhas.
- Quando descobriu isso, Benjamin Franklin uniu o conceito de poder das pontas e criou o pára-raios, um dispositivo que consiste em uma antena com uma ou várias pontas, tornando o campo elétrico entre a ponta e a nuvem mais elevado, facilitando que nele ocorra o fenômeno da centelha.

Corrente de Fuga

As correntes de fuga são exatamente consequência de uma aproximação entre dois condutores.
- No caso de um circuito elétrico, quando aproximamos muito dois condutores podemos romper a rigidez dielétrica do material que separa os condutores criando assim um curto-circuito, alterando as propriedades do circuito e podendo perder energia.
- Um outro exemplo de correntes de fuga são os arcos elétricos em subestações, que ocorrem exatamente pela aproximação de dois condutores que submetem o material dielétrico (na maioria dos casos o ar, a um campo elétrico, dependendo da distância esse campo é capaz de romper a rigidez dielétrica do material, causando danos a rede ou apenas perda na qualidade da energia.
- Tambem temos casos de corrente de fuga em automóveis, pois os dispositivos ficam muito próximos, o que pode ocasionar na corrente de fuga.

Vídeos

Corrente de fuga : https://www.youtube.com/watch?v=1wimQnXEo6Q
Arco Elétrico: https://www.youtube.com/watch?v=3IHGe5hxi3M

Questões

01. O que um capacitor útil deve conter?

02. Como um capacitor normalmente é especificado?