Alta TensiónCapitulo 2 Freddy Carpio G.

FREDDY PATRICIO CARPIO G.

EL VACIO COMO DIELECTRICO.

Introducción.

En el presente trabajo se expone la definición del vacío, sus propiedades dieléctricas y las aplicaciones del mismo, tanto eléctrica como dieléctrica.

Definición.

El vacío es la ausencia total de material en los elementos (materia) en un determinado espacio o lugar, o la falta de contenido en el interior de un recipiente. Por extensión, se denomina también vacío a la condición de una región donde la densidad de partículas es muy baja, como por ejemplo el espacio interestelar; o la de una cavidad cerrada donde la presión de aire u otros gases es menor que la atmosférica.

Puede existir naturalmente o ser provocado en forma artificial, ya sea para usos tecnológicos o científicos, o en la vida diaria. Se aprovecha en diversas industrias, como la alimentaria, la automovilística o la farmacéutica.

Propiedades dieléctricas del vacío.

En principio, el vacío es un medio dieléctrico ideal: no hay material y por tanto no hay conducción eléctrica. Sin embargo, el vacío nunca es perfecto y desde luego tiene un límite de resistencia dieléctrica. A pesar de todo, el vacío real tiene unas características espectaculares: a la presión de 10-6 bar, la rigidez dieléctrica en campo homogéneo puede alcanzar una tensión de cresta 200 kV para una distancia interelectrodos de 12 mm.

El mecanismo que hay en el origen de la ruptura dieléctrica en el vacío está vinculado a los fenómenos de emisión electrónica fría, sin efecto de avalancha por ionización. Este es el motivo por el que su resistencia dieléctrica no depende prácticamente más que de la presión cuando ésta es inferior al 10-6 bar. Esta rigidez dieléctrica depende entonces de la naturaleza de los materiales, de la forma de los electrodos (en particular de la presencia de asperezas) y de la distancia interelectrodos.

La forma de la curva que da la tensión de perforación en función de la distancia intercontactos muestra por qué el campo de aplicación del vacío permanece limitado en tensión. En efecto, las distancias necesarias para la resistencia dieléctrica aumentan muy rápidamente cuando la tensión sobrepasa de 30 a 50 kV

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lo que conlleva costos prohibitivos con relación a las otras tecnologías. Además está la emisión de rayos X cuando la tensión se eleva.

Debido a que el vacío es un dieléctrico puro la constate dieléctrica de este es K=1.

Aplicaciones del vacío.

Aplicaciones técnicas del vacíoSituación

física Objetivo Aplicaciones

Baja presiónSe obtiene una diferencia de presión

Sostenimiento, elevación, transporte (neumático, aspiradores, filtrado), moldeado

Baja densidad molecular

Eliminar los componentes activos de la atmósfera

Lámparas (incandescentes, fluorescentes, tubos eléctricos), fusión, sinterización, empaquetado, encapsulado, detección de fugas

Extracción del gas ocluido o disuelto

Desecación, deshidratación, concentración, Liofilización, Desgasificación, impregnación

Disminución de la transferencia de energía

Aislamiento térmico, aislamiento eléctrico, micro balanza de vacío, simulación espacial

Gran recorrido libre medio Evitar colisiones

Tubos electrónicos, rayos catódicos, TV, fotocélulas, fotomultiplicadores, tubos de rayos X, aceleradores de partículas, espectrómetros de masas, separadores de isótopos, microscopios electrónicos, soldadura por haz de electrones, metalización (evaporación, pulverización catódica), destilación molecular

Tiempo largo de formación de una Mono capa

Superficies limpias

Estudio de la fricción, adhesión, corrosión de superficies. Prueba de materiales para experiencias espaciales.

Las principales aplicaciones del vacío son:

Los circuitos integrados. El motor de gasolina. Los aceleradores de partículas.

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El tubo de rayos catódicos.- Una de las principales aplicaciones de este son las lámpara, el televisor, además de la amplificación de señales de radio y audio y la producción de rayos x.

También existen grandes aplicaciones referentes a los dieléctricos:

Aisladores de alta y media tensión.- Esta es una de las aplicaciones de mas grande énfasis, puesto que esto es usado a nivel mundial.

Como interruptores de alta y media tensión.- También es una aplicación importante para los sistemas eléctricos de potencia.

Conclusión.

En el presente trabajo pudimos observar las características del vacío y las aplicaciones que se tiene de acuerdo a cada una de estas características.

Bibliografía.

[1] http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/131/htm/sec_11.htm

[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADo

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