OS Materiais Elétricos

FORMAS CRISTALINAS:

Os materiais sólidos (maior parte dos condutores em temperatura ambiente) podem ser classificados em cristalinos e não cristalinos.

-Cristalinos: possuem redes cristalinas (metais, polímeros e cerâmicas).

- Não cristalinos: não existe ordem de longo alcance na disposição dos átomos.

→ Cubica simples:

- 1 átomo

- a=2r (a= vértice, r = raio do átomo)

-nº de coordenação igual a 8

Fator de empacotamento:

FE = Nºátomos*Vátomos/V célula unitária

- O fator de empacotamento diz o quanto a célula esta preenchida, no caso da cubica simples, o valor é 0,52 (apenas metade da célula esta preenchida pelos átomos).

→Cubica de corpo centrado:

- 2 átomos

- a = 4r/√3

- numero de coordenação igual a 8

- para a célula cubica de corpo centrado, o valor de empacotamento é igual a 0,68 (quer dizer que 68% da célula esta preenchida pelos átomos).

→Cubica de face centrada:

- 4 atomos

- a = 2r√2

- o numero de coordenação é igual a 0,74 (quer dizer que 75% da célula esta preenchida pelos átomos).

- Representantes: alumínio, cobre e níquel.

→ Calculo da densidade:

ρ = n*A/Vc*Na

ρ = densidade

n = numero de átomos da célula cristalina

A = peso atômico

Vc = volume da célula unitária

Na = 6,02*1023

→Hexagonal Compacta:

A = 2r

- o numero de compactação é de 12 células

- para a célula hexagonal compacta, o valor de empacotamento é igual a 0,74 (quer dizer que 75% da célula esta preenchida por átomos).

- Representantes: cobalto, titânio, zinco, magnésio.

Propriedades mecânicas dos materiais:

→ Tração: carga ou força de tração crescente há um aumento do comprimento.

Τ = F/A0

T = tensão

F = força da carga

Ao = área inicial da secção reta transversal

*Lei de Hooke:

Ԑ = Lf – Lo/ Lo = [mm]

Ԑ = deformação

Lf = comprimento final

Lo = comprimento inicial

E = T/Ԑ (lei de hooke)

E = modulo de young

Na parte linear, o metal segue a lei de hooke (nessa área o metal volta ao normal).

No resto do gráfico, o metal não volta ao normal, ou seja, a deformação permanece.

Quanto maior o modulo de Young, mais rígido é o material, ou seja, menor é sua deformação elástica quando é aplicada uma tensão.

% alongamento = (Lf – Lo)*/100/Lo

→ Tenacidade: é a capacidade do material de absorver energia até a ruptura.

O material cerâmico não costuma ter curvas, ele sempre rompe rapidamente.

O material que tem curva continua é o material elástico que não segue a Lei de Hooke.

Propriedades elétricas e térmicas dos materiais:

→ Resistividade: é o movimento de cargas elétricas de uma posição ou de outra, pode ser chamada também de CONDUTIVIDADE ELETRICA.

T = 1/ρ = (n*q*µ)

T: resistividade

n: numero de portadores pelo portador

q: carga carregada pelo portador

µ: mobilidade dos contadores de carga

Bandas De Energia:

- Isolantes:

Baixa concentração de elétrons.

-Semicondutores:

Concentração de elétrons media.

- Condutores:

Alta concentração de elétrons.

SUPERCONDUTORES:

- A resistência é nula em uma temperatura menor que a temperatura critica. T<Tc

- Prata, cobre, ferro e níquel não se tornam supercondutores (os melhores condutores não se tornam supercondutores).

- Criogenia é a obtenção de baixas temperaturas.

- Efeito Meissmer é quando o campo magnético envolve mas não afeta o supercondutor.

Densidade da corrente (i):

J = I/S = [A/cm²]

J: intensidade da corrente

I: corrente

S: área

Fabricação de supercondutores:

- Metalicos do tipo 1:

As linhas de campo magnético entra no seu interior até um certo ponto (NbTi, NbZn, Nb3Sn).

-Cerâmicas:

Conduzem melhor em uma direção, são frágeis e conduzem em maior temperatura critica que os metais.

Aplicação para