Materiais de rua

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS

FACULDADE DE ENGENHARIA

JOÃO MONLEVADE

Trabalho Avaliativo de Eletrotécnica Geral

Adriano

Amanda Santos

Henrique Sene

Professor: José Mário da Silveira Estrela

Turma: Engenharia Metalúrgica – 5º Período

João Monlevade

2013

Sumário

1. Introdução.....................................................................................................................3

2. Materiais Elétricos.........................................................................................................4

3. Materiais Semicondutores – Aplicabilidade...................................................................5

4. Lei de Ohm – Aplicabilidade..........................................................................................5

5. Energia Elétrica.............................................................................................................5

6. Lei de Joule – Aplicabilidade.........................................................................................9

7. Resistência Elétrica.......................................................................................................9

8. Resumo .......................................................................................................................10

9. Conclusões...................................................................................................................11

10. Referências..................................................................................................................12

1. Introdução

O presente trabalho tem como objetivo aprimorar os conhecimentos obtidos em sala de aula sobre os materiais elétricos, a energia elétrica e suas fontes de geração, a resistência elétrica, a Lei de Ohm e a Lei de Joule. O trabalho também exemplificará os usos e as aplicações de todos os pontos citados anteriormente, facilitando ainda mais o entendimento do conteúdo.

2. Materiais Elétricos:

2.1 Condutores

O que caracteriza o material bom condutor é o fato de os elétrons de valência (por exemplo, o cobre possui um elétron na última camada) estarem fracamente ligados ao átomo, podendo ser facilmente deslocados do mesmo. Ora, consideremos, por exemplo, uma barra de cobre que possui um número extremamente elevado de átomos de cobre e apliquemos uma diferença de potencial entre os extremos desta barra. Os elétrons da camada de valência de todos os átomos facilmente se deslocarão sob a ação do campo elétrico produzido pela diferença de potencial aplicada, originando-se uma corrente elétrica no material.

Outros materiais que possuem uma constituição semelhante à do cobre, com um único elétron na camada de valência, são o ouro e a prata, dois outros excelentes condutores de eletricidade.

2.2 Semicondutores

Assim como existem materiais condutores e materiais isolantes, existe um tipo de material que é um meio termo entre esses dois primeiros. Esse material é o semicondutor.

O semicondutor, portanto, possui um nível de condutividade entre os extremos de um isolante e um condutor.

Os materiais semicondutores mais usados na indústria eletrônica são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), apesar do Silício predominar a produção atualmente. Seu comportamento se deve à sua ligação química, chamada ligação covalente (por compartilhar elétrons).

Cada átomo do silício se liga a quatro átomos vizinhos através da ligação covalente, ou seja, pares de elétrons (da última camada do Si) são compartilhados entre dois átomos. Os elétrons das camadas internas giram em torno do núcleo.

Um fato importante é que tanto o germânio como o silício apresentam exatamente o mesmo tipo de estrutura que o diamante, variando apenas a dimensão (constante da rede).

2.3 Isolantes

Obviamente, os materiais isolantes devem corresponder aos materiais que apresentam os elétrons de valência rigidamente ligados aos seus átomos. Entre os próprios elementos simples, existem vários que apresentam os elétrons de valência rigidamente ligados aos átomos. Entretanto, verifica-se que se consegue uma resistividade muito maior com substâncias compostas, como é o caso da borracha, mica, teflon, baquelite etc. (é mais ou menos intuitivo que os átomos se combinam, formando estruturas complexas, os elétrons ficam mais fortemente ligados a estas estruturas).

3. Materiais Semicondutores- Aplicações

O semicondutor é um material-chave na indústria eletrônica. Os dispositivos que utilizam o semicondutor são hoje utilizados em todo tipo de circuitos.

Os dispositivos semicondutores mais comuns são o diodo, o transistor e os dispositivos fotossensíveis, conforme discriminamos abaixo:

• Diodo semicondutor: é formado pela junção p e n e tem como utilidade básica permitir o fluxo de corrente elétrica apenas em um sentido (o sentido de polarização direta)

• Transistor: é formado pela inserção de um semicondutor tipo p entre dois semicondutores tipo n ou vice-versa. O material do meio é chamado base e os outros, emissor e coletor. O transistor funciona basicamente como um amplificador de corrente se esta for alta (ligeiramente alta) ou como um interruptor de corrente se esta for próxima de zero.

• Dispositivos fotossensíveis: dividem-se em Células fotocondutivas: fotoresistores, fotodiodos e fototransistores; e Células