Materiais Elétricos

Materiais Elétricos

1. Resistividade

   • Resistividade do material
     • Supercondutores
       • Resfriados a temperaturas extremamente baixas
         • Extremamente caros devido ao resfriamento com hélio líquido
       • Conduz corrente elétrica sem resistência
       • Diamagnéticos perfeitos
         • Não possui campo magnético interior
           • Efeito Meissner
       • Utilizados em aparelhos de ressonância magnética nuclear e levitação magnética de trem-bala
         • Mercúrio ou ligas de outras substâncias
     • Condutores
       • Prata - Cobre Duro - Ouro - Alumínio
       • Cobre
         • Baixa resistividade · Alta resistência à corrosão · Maleável
         • Cobre Eletrolítico
           • Usado para condutores elétricos
           • 99,9% de cobre puro
           • Fabricação
             • Estiramento a frio
               • Cobre Duro
             • Recozimento
               • Cobre mole ou recozido
             • A resistividade do cobre mole é menor do que a do cobre duro
         • Ligas de cobre
           • Podem possuir estranho · cádmio · alumínio · manganês · silício
           • Característica secundária como mais resistência à tração ou resistência ao desgaste
       • Condutor composto: fio de aço recoberto de cobre ou alumínio · cabo de alumínio com alma de aço
       • Alumínio
         • Inferior ao cobre
         • Usado em ligas para melhorar resistência mecânica
         • Mais abundante
       • Ferro e Aço
         • Alta resistividade
           • Alta resistência mecânica
             • Circuitos de Tração elétrica
     • Semicondutores
       • Carbono, germano e silício
     • Isolantes
       • Vidro e borracha
       • Dielétricos
         • Levado em consideração as propriedades mecânicas · elétricas · químicas · térmicas
     • Condutores
       • Ligas
         • Resistências Elétricas
           • Manganin · Constantan
             • Manganin possui 80 a 85% cobre, manganês e níquel
             • Constantan possui 60% de cobre e 40% de níquel
               • Mantém resistividade constante em temperaturas variáveis
           • +1000°C
         • Fusíveis
           • Utilizados em circuitos elétricos para proteção
           • Bismuto · Cádmio · Chumbo · Estranho
       • Condutores Industriais
         • Fio
           • Fio nu · quando não tem revestimento isolante
           • Fio isolado · quando é protegido por uma capa
           • Cabo · conjunto de fios não isolados entre si
           • Cobertura
             • Material que tem a intenção de proteger o material isolante
           • Blindagem
             • Envoltório condutor ou semicondutor usado sobre o condutor para que o excesso de cargas se distribua uniformemente em sua superfície, deixando o campo elétrico nulo em seu interior
             • Blindagem Interna (Sobre o condutor)
               • Camada semicondutora
               • Uniformiza o campo elétrico e minimiza a ionização
             • Blindagem Externa (Sobre o isolante)
               • Camada de material condutor ou semicondutor sobre o isolante
               • Confina o campo elétrico dentro do cabo isolado
             • Preferível em altas tensões
         • Isolação
           • Materiais sólidos
             • Termoplásticos ou termofixos
             • Cabos de média e baixa tensão
           • Estratificado
             • Fitas delgadas de papel
               • Após rigoroso processo de secagem
               • Utilizadas em cabos a óleo sob pressão e em redes subterrâneas de média tensão
           • Boa resistência · Ausência de escoamento · Pouca sensibilidade à temperatura e umidade · insensibilidade à vibração · Boa atuação em caso de incêndio
   • A temperatura influência na resistividade
     • O aumento da temperatura, aumenta a vibração dos cristais dificultando a passagem dos elétrons livres.

2. Efeito Skin

   • A resistência elétrica de um cabo em AC é maior
     • AC produz fluxos magnéticos alternados que induzem forças eletromotrizes alternadas no próprio condutor
     • Gera concentração de corrente na periferia e menor densidade na parte central do condutor.
   • Efeito Cortical ou Efeito Pelicular
     • Quanto maior a secção do condutor e quanto mais elevada for a frequência, mais acentuado é o efeito
   • Solução: condutores ligados em paralelo em cabos separados ou no mesmo cabo

3. Dielétricos

   • O movimento de elétrons é desprezível
   • Dipolos atômicos: o dielétrico é polarizado removendo o campo elétrico
   • Ruptura
     • Perda da capacidade isolante devido a tensão de ruptura
     • Ruptura Elétrica
       • Associada com o crescimento rápido e instantâneo na densidade local de corrente
     • Ruptura Térmica
       • Decréscimo da resistência devido ao seu aquecimento sob o efeito do campo elétrico
     • Fenômenos eletroquímicos
       • Num gás a ruptura é um fenômeno elétrico quando ocorre centelhamento, onde o ar torna-se condutor
       • A ruptura de líquidos e sólidos é um processo térmico
   • Porcelana · Ideal para linhas aéreas pela propriedade mecânica, química e dielétrica · pouca flexibilidade
   • Borracha · Ótima propriedade química, mecânica e elétrica · Pouca resistência térmica / por óleo e ozônio
   • Óleos · Preencher poros fibrosos e entre ferros entre os enrolamentos do transformador para aumentar a resistência dielétrica · não-inflamável
   • Mica · Isolação de alta tensão · Em capacitores

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