Técnicas de medição da permissividade complexa de dielétricos sólidos através da formatação de amostras como elementos capacitivos de dimensões conhecidas

Abstract

Este trabalho trata das técnicas para medição de parâmetros dielétricos em materiais isolantes aplicados à eletrotécnica através de modelos capacitivos. A metodologia empregada se fundamenta na formatação das amostras como capacitores de placas paralelas ou cilíndricos, de dimensões conhecidas, através dos quais se obtém analiticamente o valor da permissividade complexa a partir de medições laboratoriais. Discorre-se acerca dos erros sistemáticos associados aos efeitos de bordas, ao acoplamento dos eletrodos e às demais não idealidades presentes nas medições. Validações teóricas ou através de simulação numérica computacional por método de elementos finitos são apresentadas. Neste âmbito, técnicas de mitigação e correção dos desvios também são avaliadas. Os estudos de caso contemplam elaboração e implementação de metodologias para a medição da permissividade complexa por meio de três aplicações distintas: Para o esmalte isolante de fios de cobre empregados em máquinas elétricas através de estruturas capacitivas cilíndricas; dielétricos planos como lâminas de papel Presspahn ou teflon através da construção de um protótipo que possibilite o fácil acoplamento da estrutura; e por fim, para fibras e fenolites de placas de circuito impresso com a formatação das camadas de cobre fazendo o papel dos eletrodos. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta de projeto para auxiliar em novas pesquisas através da adaptação das metodologias aqui desenvolvidas em distintas outras aplicações.