En electronica Monerrey realizamos pruebas y analisis de conductividad de materiales, factor de disipacion y factor de calidad Q.
La conductividad eléctrica (símbolo σ) es la medida de la capacidad de un material o sustancia para dejar pasar la corriente eléctrica a través de él.1 La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura.
La conductividad es inversa de la resistividad (símbolo ρ); por tanto,y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω−1·m−1. Usualmente, la magnitud de la conductividad es la proporcionalidad entre el campo eléctrico y la densidad de corriente de conducción.
Conductividad y Resistividad Eléctrica
Es bien sabido que una de las partículas subatómicas de un átomo es el electrón. Los electrones llevan una carga electrostática negativa y bajo ciertas condiciones pueden pasar de un átomo a otro. La dirección del movimiento entre átomos es aleatoria a menos que una fuerza haga que los electrones se muevan en una dirección. Este movimiento direccional de electrones debido a una fuerza electromotriz es lo que se conoce como electricidad.
Conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica es una medida de qué tan bien un material se adapta al movimiento de una carga eléctrica. Es la relación entre la densidad de corriente y la intensidad del campo eléctrico. Su unidad derivada del SI es el Siemens por metro, pero los valores de conductividad a menudo se informan como porcentaje IACS. IACS es un acrónimo de Estándar Internacional de Cobre Recocido, que fue establecido por la Norma Electroquímica Internacional de 1913.
Comisión. (Más información sobre el IACS.) La conductividad del cobre recocido (5,8001 x 107S/m) se define como 100 % IACS a 20 °C. Todos los demás valores de conductividad están relacionados con esta conductividad del cobre recocido. Por lo tanto, el hierro con un valor de conductividad de 1,04 x 107 S/m tiene una conductividad de aproximadamente el 18 % de la del cobre recocido y esto se informa como 18 % IACS. Una nota al margen interesante es que los productos de cobre comercialmente puro ahora suelen tener valores de conductividad IACS superiores al 100% IACS porque las técnicas de procesamiento han mejorado desde la adopción de la norma en 1913 y ahora se pueden eliminar más impurezas del metal.
Los valores de conductividad en Siemens/metro se pueden convertir a % IACS multiplicando el valor de conductividad por 1,7241 x10-6. Cuando los valores de conductividad se informan en microSiemens/centímetro, el valor de conductividad se multiplica por 172,41 para convertirlo al valor % IACS.
La conductividad eléctrica es una propiedad muy útil ya que los valores se ven afectados por factores como la composición química de las sustancias y el estado de tensión de las estructuras cristalinas. Por lo tanto, la información sobre la conductividad eléctrica se puede utilizar para medir la pureza del agua, clasificar materiales y comprobar el tratamiento térmico adecuado de metales e inspección de daños por calor en algunos materiales.
Resistividad eléctrica.
La resistividad eléctrica es el recíproco de la conductividad. Es la oposición de un cuerpo o sustancia al flujo de corriente eléctrica a través de él, lo que resulta en un cambio de energía eléctrica en calor, luz u otras formas de energía. La cantidad de resistencia depende del tipo de material. Los materiales con baja resistividad son buenos conductores de la electricidad y los materiales con alta resistividad son buenos aislantes.
Los materiales de aislamiento desempeñan como mínimo una función importante en todos los equipos eléctricos. Deben proporcionar aislamiento eléctrico de las partes energizadas de un aparato desde sus otras partes que operan a diferentes tensiones o que se mantienen en el potencial de tierra. No hacerlo tiene consecuencias nefastas, incluido el fallo del propio aparato. Los fallos dieléctricos (como se denominan estos fallos) son conocidos por su gravedad y para aparatos llenos de aceite, tales como transformadores, pueden provocar incendios, explosiones, daños y destrucción de equipos circundantes, así como el fin de la vida útil. Hay varias pruebas eléctricas para equipos fuera de línea disponibles para evaluar la condición del aislamiento, incluidas:
Prueba de resistencia de aislamiento CC; factor de potencia/factor de disipación (FP/FD) y capacitancia; y métodos de respuesta dieléctrica como respuesta a la frecuencia dieléctrica (DFR). Cada una de estas pruebas cumple una función única con respecto a las necesidades de prueba del transformador, de modo que es importante entenderlas todas. La industria de la energía eléctrica ha dependido del factor de potencia/factor de disipación y las pruebas de capacitancia durante casi un siglo como herramienta para evaluar el aislamiento eléctrico. Debido a la capacidad que presenta esta prueba para detectar defectos localizados en sistemas de aislamiento de capas múltiples, las pruebas de factor de potencia/factor de disipación y las pruebas de capacitancia surgieron y rápidamente ganaron popularidad a principios del siglo XX, en un momento en que los pasatapas tipo condensador, que son los principales ejemplos de sistemas de aislamiento de múltiples capas, estaban comenzado a usarse de modo generalizado. Los problemas de fabricación con este tipo de pasatapas no se identificaban coherentemente utilizando métodos de resistencia al aislamiento de CC y los fabricantes prefirieron las pruebas de factor de potencia/ factor de disipación y capacitancia como una alternativa.
El factor de potencia/factor de disipación y la capacitancia son parámetros de prueba eléctrica únicos "medidos" simultáneamente en una prueba de factor de potencia/ factor de disipación y capacitancia. Cada uno de ellos ofrece diferente información sobre el estado de un sistema de aislamiento. El mejor modo de exponer el tema es comenzando por explicar la capacitancia.
Factor Q.
El factor Q, también denominado factor de calidad o factor de selectividad, es un parámetro que mide la relación entre la energía reactiva que almacena y la energía que disipa durante un ciclo completo de la señal. Un alto factor Q indica una tasa baja de pérdida de energía en relación con la energía almacenada por el resonador. Es un parámetro importante para los osciladores, filtros y otros circuitos sintonizados, pues proporciona una medida de lo aguda que es su resonancia.
Los sistemas resonantes responden a una frecuencia determinada, llamada frecuencia natural, frecuencia propia o frecuencia de resonancia, mucho más que al resto de frecuencias. El rango de frecuencias a las que el sistema responde significativamente es el ancho de banda, y la frecuencia central es la frecuencia de resonancia eléctrica.
También se define el factor de calidad para componentes, en particular, para los varactores y cristales.
El factor de calidad de circuitos pasivos formados con resistencias, bobinas y condensadores es bajo, inferior a 100, por el efecto de la resistividad del hilo de las bobinas, principalmente, ya que para valores elevados de inductancia se necesitan grandes longitudes de hilo. El uso de circuitos activos, que funcionan como multiplicadores de inductancia o capacidad puede mejorar el Q.
