materiais condutores

materiais condutores

(Parte 3 de 4)

(a) Estrutura do diamante; (b) Estrutura da grafite

Ponto de fusão > 3550ºC Camadas laminares Ponto de ebulição: 4827ºC

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No quadro seguinte comparam-se as principais propriedades de algumas variedades mais correntes de carbono

Resistividade

ΜΩ.cm Densidade

Carbono amorfo Carvão electrografítico Grafite natural

3200 a 6500 800 a 1200 50 a 400

1,98 – 2,10 2,20 – 2,24 2,25

Aplicações em Electrotecnia:

As aplicações são variadas tais como:

elementos de resistências, resistências fixas elevadas, eléctrodos

para soldadura, carvões para contactos eléctricos

para fornos de arco, eléctrodos para arcos de iluminação, carvões

QMAR – 2º Ano MIEEC //FEUP 15

ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA

2 - MATERIAIS CONDUTORES USADOS EM

Cabos eléctricos

O condutor é a parte metálica da linha eléctrica ou do cabo de transmissão. Os condutores podem ser constituídos por um único ou vários fios. O cobre (Cu) devido à sua elevada condutividade eléctrica e ao seu preço é o material preferencialmente usado. Ele é o melhor condutor eléctrico e de calor depois da prata (Ag). O alumínio (Al) também é usado pelo facto de ser leve (~1/3 do peso do Cu), excelente condutor térmico e eléctrico, sendo também um bom reflector de calor e de luz. Resiste bem à corrosão pelo facto de formar uma película de alumina (Al2O3) que o protege. Ele é robusto e flexível para além de ser um material não magnético.

Mistura de cobre e alumínio

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No quadro I encontram-se compilados os condutores metálicos e ligas mais usados em electrotecnia assim como algumas das suas propriedades.

Quadro I

2.1- ESCOLHA DOS MATERIAIS

A escolha dos materiais depende de variados factores. Essencialmente eles são escolhidos em função das funções a desempenhar, das condições de trabalho e de ambiente em que serão inseridos.

1) Tem boa condutividade eléctrica? Ou basta-nos uma condutividade razoável, desde que o preço seja acessível?

2) Seja muito bom isolador da corrente? Ou seja o mais barato possível?

3) Seja bom condutor, mas que liberte uma grande quantidade de calor por efeito de Joule?

4) Mantenha constante a sua resistividade dentro de determinados limites de intensidade de corrente ou temperatura? Ou não é importante que a resistividade seja constante?

5) Não seja atacado facilmente pelos agentes atmosféricos ou químicos do meio envolvente? Ou esse cuidado é indiferente desde que o material tenha uma vida útil mínima?

6) Resista bem a esforços de tracção, compressão, torção ou dobragem? Ou as condições em que vai trabalhar, são muito favoráveis nestes domínios?

7) Seja leve? Ou é indiferente o peso do metal, do ponto de vista técnico?

8) Resista bem a toques (pancadas secas)? Ou as condições de trabalho são favoráveis a este tipo de acidentes?

9) Suporte sem perda das suas características gerais, grandes variações de temperatura?

10) Seja flexível? Ou deverá ser rígido, em função do local onde vai ser instalado?

1) Seja elástico? Ou não ficará sujeito a esforços de tracção que exijam esta propriedade ?

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12) Tenha um ponto de fusão elevado, dadas as temperaturas de a que vai ser submetido?

13) Conduza bem a temperatura? Ou pelo contrário, deve “isolar” a temperatura?

Outras questões podem surgir tais como:

14) Que formas se pretende dar ao material escolhido? Será o material suficientemente polivalente de forma a ser tratado por qualquer dos meios industriais à disposição (tratamentos térmicos, químicos, mecânicos, etc.) e assim obter-se a forma (função) que se pretende?

15) É importante o estado (sólido, líquido, gasoso) do material, para o fim em vista?

16) Pretendemos materiais que tenham propriedades diferentes, consoante a variação da temperatura, tensão ou intensidade?

17) Deve o material apresentar características magnéticas? Ou a função que vai desempenhar não o exige?

18) Deve o material resistir bem a arcos eléctricos no circuito?

19) Qual a importância, para o material a escolher, do valor do coeficiente de temperatura?

21) Deve o material em questão ter um tempo de vida útil elevada? Ou o tempo de vida útil do próprio circuito onde vai ser inserido já é , de si, curta?

2) Deve o material a utilizar ser incombustível? Ou incomburente?

23) Vai o material estar sujeito a trepidações, obrigando a tomar precauções especiais quanto à sua natureza mecânica?

24) O material vai ser utilizado sob a forma de fios, de barras, de chapas?

Tem ele as propriedades necessárias para, ao ser trabalhado, adquirir estas formas?

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