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Propiedades de los aislantes eléctricos

Escrito por robert allen | Traducido por alejandro schaller
Propiedades de los aislantes eléctricos

Los aislantes eléctricos son frecuentemente construidos de material cerámico.

Andy Sotiriou/Photodisc/Getty Images

Los aislantes eléctricos mantienen funcionando correctamente a los aparatos electrónicos en un amplio espectro, desde los aislantes microscópicos utilizados para evitar que las señales se interfieran en un circuito integrado de una computadora a los aislantes de servicio pesado utilizado para colgar líneas de energía eléctrica de elevado voltaje sobre la tierra. Dependiendo de cómo sean empleados, los aislantes eléctricos varían en tamaño y composición, pero comparten algunas propiedades importantes.

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Aislación eléctrica

Un material conocido como “conductor eléctrico” permite a los electrones que circulen a través de él. Muchos materiales conductores son metales, como el cobre, aunque en extremadamente pequeñas escalas los derivados del silicio también pueden ser utilizados. En cambio, un material es un aislante eléctrico cuando no permite el flujo de electricidad. Los aislantes están definidos por tener una banda de valencia grande (es decir, una gama amplia dentro de la cual no pueden existir electrones). Esta banda torna difícil la transmisión eléctrica, creando un aislante eficaz.

Rotura eléctrica

A pesar de la existencia de las bandas de valencia, los aislantes en general no son perfectos. En un cierto punto existe suficiente electricidad impulsada a través de un material aislante que el campo eléctrico generado transforma el aislante en un resistor. En este momento la acumulación de calor comienza a hacerse sentir y eventualmente el aislante será completamente destruido. Debido a la fuerza de las corrientes involucradas, la rotura eléctrica es más común en aplicaciones de extremadamente alto voltaje, donde también es más peligrosa.

Materiales

Para situaciones donde se requiere extremadamente altos niveles de aislación, pueden utilizarse materiales como los vidrios o cerámicos. Estos aislantes tienen una forma distintiva, y alguna gente los considera elementos de colección. Para aplicaciones de voltaje más bajas, tales como los proyectos comunes de aficionados, materiales más flexibles como la goma o el plástico son suficientes. Estos funcionan envainando el cable; alternativamente, el cable puede ser esmaltado con una capa fina de resina aislante.

Aislación microelectrónica

Así como en las líneas de transmisión de energía eléctrica de alto voltaje y en las antenas, los elementos microelectrónicos basados en semiconductores también requieren aislación (en este caso para evitar que las señales se interfieran accidentalmente entre sí). Por ejemplo, los circuitos impresos están normalmente compuestos por una lámina de resina con una capa de cobre superpuesta; los diseñadores de circuitos quitan selectivamente tramos de cobre, dejando trazos aislados entre sí por la resina. En una escala microscópica, el mismo silicio que forma parte de los transistores de la computadora puede actuar tanto como un semiconductor o como un aislante: cuando se expone al oxígeno, el silicio forma dióxido de silicio, que tiene propiedades aislantes naturales.

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