Cabos e fios

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  • Publicado : 1 de novembro de 2011
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Introdução aos Fios e Cabos
Os cabos elétricos de potência em baixa tensão são os responsáveis pela transmissão de energia em circuitos de até 1000 volts.
Os principais componentes de um cabo de potência em baixa tensão são o condutor, a isolação e a cobertura, conforme indicado na figura 1.


Figura 1: Cabo elétrico de potência em baixa tensão típico

Alguns cabos elétricos podem serdotados apenas de condutor e isolação, sendo chamados então de condutores isolados, enquanto que outros podem possuir adicionalmente a cobertura (aplicada sobre a isolação), sendo chamados de cabos unipolares ou multipolares, dependendo do número de condutores (veias) que possuem. A figura 2 mostra exemplos desses três tipos de condutores elétricos.



Figura 2: Tipos de cabos elétricos depotência em baixa tensão

Os Metais Utilizados como Condutores Elétricos
Em função de suas propriedades elétricas, térmicas, mecânicas e custos, o cobre e o alumínio são os metais mais utilizados desde os primórdios da indústria de fabricação de fios e cabos elétricos.
A prática nos leva a observar que, quase sempre, as linhas aéreas são construídas em alumínio e as instalações internas são comcondutores de cobre. Verificamos ainda que, segundo a norma de instalações elétricas de baixa tensão, a NBR 5410, é proibido o uso de alumínio em instalações residenciais. Por quê essas diferenças entre os dois metais no campo de fios e cabos elétricos?
As três principais diferenças entre o cobre e o alumínio são: condutividade elétrica, peso e conexões.
Condutividade Elétrica
Começamos aentender as diferenças pela condutividade elétrica. Todos os materiais conduzem corrente elétrica de um modo melhor ou pior. O número que expressa a capacidade que um material tem de conduzir a corrente é chamado de condutividade elétrica. Ao contrário, o número que indica a propriedade que os materiais possuem de dificultar a passagem da corrente é chamado de resistividade elétrica.
Segundo a norma“International Annealed Copper Standard” (IACS), adotada em praticamente todos os países, é fixada em 100% a condutividade de um fio de cobre de 1 metro de comprimento com 1 mm2 de seção e cuja resistividade a 20ºC seja de 0,01724 W.mm2/m (a resistividade e a condutividade variam com a temperatura ambiente). Dessa forma, esse é o padrão de condutividade adotado, o que significa que todos os demaiscondutores, sejam em cobre, alumínio ou outro metal qualquer, têm suas condutividades sempre referidas a aquele condutor. A tabela 1 ilustra essa relação entre condutividades.

Material Condutividade relativa
ACS (%)
cobre mole 100
cobre meio-duro 97,7
cobre duro 97,2
alumínio 60,6

Tabela 1: Condutividade relativa entre diferentes materiais

A tabela 1 pode ser entendida da seguinteforma: o alumínio, por exemplo, conduz 3,9 % (100 - 60,6) menos corrente elétrica que o cobre mole. Na prática, isso significa que, para conduzir a mesma corrente, um condutor em alumínio precisa ter uma seção aproximadamente, 60 % maior que a de um fio de cobre mole. Ou seja, se tivermos um condutor de 10 mm2 de cobre, seu equivalente em alumínio será de 10 x 1,6= 16 mm2. Dissemos“aproximadamente” porque a relação entre as seções não é apenas geométrica e também depende de alguns fatores que consideram certas condições de fabricação do condutor, tais como eles serem nus ou recobertos, sólidos ou encordoados, etc.
Peso
A densidade do alumínio é de 2,7 g/cm3 e a do cobre de 8,9 g/cm3.
Se calcularmos a relação entre o peso de um condutor de cobre e o peso de um condutor de alumínio,ambos transportando a mesma corrente elétrica, verificamos que, apesar de o condutor de alumínio possuir uma seção cerca de 60% maior, seu peso é da ordem da metade do peso do condutor de cobre.
A partir dessa realidade física, estabeleceu-se uma divisão clássica entre a utilização do cobre e do alumínio nas redes elétricas. Quando o maior problema em uma instalação envolver o peso próprio...
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