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Prove elettriche

Le prove di tipo elettrico-elettromagnetico, a livello di caratterizzazione di materiali, sono spesso prove specifiche per l'applicazione interessata. I polimeri e le materie plastiche in generale, sono nella maggior parte dei casi classificati tra gli isolanti. Le prove si devono quindi generalmente adeguare a passaggi di corrente bassi. Su un materiale possiamo suddividere le analisi in prove di volume (bulk) o di superficie per correnti continue o alternate. Vi sono infine le prove tecnologiche su prodotti finiti, ad esempio sui cavi elettrici. In generale le analisi sono anche empiricamente suddivise in basse o alte tensioni, dove con "basse" si intende tutto quello che riguarda la tensione di tipo "casalingo" (da 0 fino a 380 Volt) e con "alte" invece si intendono le tensioni coinvolte a livello industriale per il trasporto e l'immagazzinamento dell'energia elettrica. Le prime prove di caratterizzazione sono le misure di resistività di superficie o di volume.

MISURE DI CONDUCIBILITA' DI VOLUME

Preparazione e condizionamento dei provini
La preparazione e i lcondizionamento sono fattori fondamentali per tutte le caratterizzazioni di tipo elettrico. Le prove vanno eseguite necessariamente su diversi provini per testare la riproducibilità del dato. È utile ricordare che spesso le caratterizzazioni vanno fatte in ambiente controllato, ad esempio a diverse temperature ed umidità. Se state confrontando dei dati ottenuti in estate ed in inverno in ambienti non controllati, state perdendo tempo! A volte l'investimento economico riguardante il condizionamento e la preparazione riveste il 95% del costo della prova, ma, ripetiamo, è basilare.

Apparecchiature
Ribadiamo l'attenzione assoluta relativa alla preparazione e al condizionamento dei provini. È bene considerare l'acquisto di una camera climatica e condizionabile per effettuare prove a diverse condizioni di temperatura ed umidità e sufficientemente grande per alloggiare l'apparecchiatura di prova. Per quanto riguarda la misura è necessario un alimentatore di tensione/corrente ed un tester sufficientemente sensibile, meglio un multimetro collegato ad un PC. Per quanto riguarda gli elettrodi vanno considerati specificamente per i provini che vogliamo analizzare. È utilissimo, soprattutto in fase di set-up degli esperimenti, un oscilloscopio (indispensabile per le misure in corrente alternata).

Misura
Se i provini sono ben preparati, adeguatamente condizionati e correttamente connessi agli elettrodi, il più è fatto: l'attenzione va quindi dedicata al controllo delle tensioni e delle correnti, per l'analisi dei transienti e degli stati di regime. L'uso di strumentazione collegata a registratori (oggi computer) consente, soprattutto in fase iniziale di messa a punto, una conoscenza di quello che succede effettivamente nei provini.

MISURE DI CONDUCIBILITA DI SUPERFICIE

Preparazione e condizionamento dei provini
Valgono le medesime considerazioni fatte per le misure di volume. Per la loro importanza, le ripetiamo nuovamente: la preparazione ed il condizionamento dei provini sono fattori fondamentali per tutte le caratterizzazioni di tipo elettrico. Le prove vanno eseguite necessariamente su diversi provini per testare la riproducibilità del dato. È utile ricordare che spesso le caratterizzazioni vanno fatte in ambiente controllato, ad esempio a diverse temperature e umidità. Se state confrontando dei dati ottenuti in estate ed in inverno in ambienti non controllati non state lavorando in maniera corretta.

Apparecchiature
Anche qui, come per le misure di volume, oltre alla preparazione ed al condizionamento dei provini, è bene considerare l'acquisto di una camera climatizzabile e condizionabile per effettuare prove a diverse condizioni di temperatura ed umidità e sufficientemente grande per alloggiare l'apparecchiatura di prova. Per quanto riguarda la misura è necessario un alimentatore di tensione/corrente e un tester sufficientemente sensibile, meglio un multimetro collegato ad un PC. Per quanto riguarda gli elettrodi vanno considerati specificamente per i provini che vogliamo analizzare e sono una parte delicata delle misure di superficie. È utilissimo, soprattutto in fase di set-

MISURE DI TENSIONE DI ROTTURA

Preparazione e condizionamento dei provini
Le misure di tensione di rottura possono essere eseguite su provini preparati o su campioni di manufatto. Valgono le medesime considerazioni fatte per tutte le misure elettriche riguardo alla preparazione e al condizionamento dei campioni, con l'aggravante che la misura è spesso più complessa e lunga e quindi ripeterla per una preparazione dei provini non perfetta o per un condizionamento inadeguato è più costoso.

Apparecchiature
In questo caso l'alimentatore dev'essere dimensionato adeguatamente, e quindi deve fornire tensioni fino a 100000 Volt. Di conseguenza queste misure richiedono costi e caratteristiche di sicurezza molto elevati: pensiamo ad esse solo se ne abbiamo realmente bisogno, altrimenti rivolgiamoci ad un centro specializzato e andiamo a seguire le prove direttamente.

Misure:
Oltre al dato della tensione oltre la quale il nostro campione/materiale collassa, è importante un'analisi dei provini dopo la prova e del comportamento di questi durante la prova. Ripetiamo che la massima sicurezza deve essere garantita, a causa delle tensioni e correnti elevatissime che possono essere in gioco.

MISURE SPECIFICHE

Esiste una serie di misure specifiche per il materiale e l'applicazione di interesse. Senza voler entrare nel dettaglio, ribadiamo anche in questo caso la necessità comune di una buona preparazione dei provini e sul loro condizionamento perfetto. Preferiamo le prove a basse tensioni e consideriamo sempre il fattore sicurezza come primario.  

Dr. Maurizio Veronelli - Specialista in Scienza dei Polimeri

RDLab137 srl - Milano

Ultima revisione: 02/01/2017