Materiais Elétricos

Eletrotécnica Geral I

Materiais Elétricos

Professora: Maria do Carmo

Aluno: Rodrigo Souza Mapa

Mat.: 2108037-3

SÃO JOÃO DEL REI

Junho, 2008

Introdução

Materiais são as substâncias com as quais se produz objetos ou coisas, e os Materiais Elétricos são utilizados na fabricação de máquinas, equipamentos e dispositivos elétricos.

O estudo dos Materiais Elétricos permite selecionar esses materiais visando:

• Aumento da confiabilidade,

• Redução de custo de fabricação,

• Redução do custo de manutenção.

Há uma necessidade do engenheiro de:

• Distinguir, recomendar e aplicar,

• Conhecer as tendências atuais,

• Perceber as perspectivas futuras.

• Entender como as propriedades químicas, elétricas, físicas, térmicas, óticas, mecânicas, a disponibilidade e o custo se relacionam no projeto e na seleção.

Fatores fundamentais na solução de Materiais Elétricos:

• Propriedades físicas, mecânicas, químicas e elétricas.

• Facilidade de obtenção

• Viabilidade de custo.

Algumas regras práticas para seleção dos materiais:

• Conhecimento do material e as condições a que estará sujeito.

• Propriedades consistentes com as condições de serviço.

• Efeito das mudanças de condições além dos limites normais.

• Listagem de todos os materiais possíveis.

• Eliminação dos materiais de propriedades inadequadas, tais como fratura, corrosão, segurança, alto custo, disponibilidade, etc.

Se não atender às especificações, tentar modificações como:

• Tratamento térmico,

• Tratamento químico,

• Mudança de ambiente,

• Diversos tipos de ligas, etc.

Classificação dos Materiais Elétricos:

• Condutor

• Semicondutores ou Quase Condutor

• Isolantes

1 - Materiais Condutores

Os materiais condutores são caracterizados por diversas grandezas, dentre as quais se destacam:

•condutividade ou resistividade elétrica,

•coeficiente de temperatura,

•condutividade térmica,

•potencial de contato,

•comportamento mecânico,

•etc.

Os principais materiais de elevada condutividade elétrica são os metais nobres, acrescidos de alguns de outros grupos, e de suas ligas.

Os metais de alta condutividade se empregam como condutores, enrolamentos de máquinas elétricas e transformadores, etc.

Por outro lado, em determinadas aplicações, também há interesse em materiais, normalmente ligas, de alta resistência, para fins de fabricação de resistências, aparelhos de calefação, filamentos para lâmpadas incandescentes, etc.

Característica dos materiais condutores:

Variação da resistividade com a temperatura e a freqüência

A resistência elétrica de uma dada peça de determinado material (unidade: W) é dada pela equação a seguir:

R = . l

A

Onde:

- resistividade elétrica do material (.cm)

A - seção transversal (em cm2)

l - comprimento do condutor (em cm)

Quando a temperatura em um material condutor é aumentada, as partículas vibram interferindo nos movimentos dos elétrons. Uma tal influência causa perdas nos deslocamentos dos elétrons e, conseqüentemente, aquecimento do corpo condutor. Traçando-se a curva característica temperatura-resistência, nota-se que ela não obedece em toda sua extensão a uma relação constante de ordenadas e abscissas.

Representação da variação da resistência R em função da temperatura T.

De interesse prático é o setor reto da característica (trecho AB).

Materiais de Elevada Condutividade:

Os metais são elementos químicos que formam sólidos opacos, lustrosos, bons condutores de eletricidade e calor e, quando polidos, bons refletores de luz.

A maioria dos metais é fortes, dúcteis, maleáveis e, em geral, de alta densidade.

Cobre e Suas Ligas

O cobre apresenta as vantagens a seguir, que lhe garantem posição de destaque entre os metais condutores.

• À Pequena resistividade. Somente a prata tem valor inferior, porém o seu elevado preço não permite seu uso em quantidades grandes,

• À