Materiais condutores, isolantes e semicondutores

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MATERIAIS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS

Professor: Thiago Rodrigues de Araújo

Materiais condutores

O que são materiais condutores



Material com baixa resistência a
passagem de corrente elétrica,
ou seja, são materiais que se
deixam atravessar pela corrente
elétrica.

Exemplos de materiais condutores



Metais – cobre, ferro, alumínio,
prata, ouro etc.



Grafite

•Soluções aquosas – sulfato de
cobre, de ácido sulfúrico, etc.



Água da torneira, água salgada,
água ionizada (das piscinas).



Ar, quando sua umidade está
bastante elevada.

Por quê conduzem?



Metais – Possuem elétrons livres
movimentando-se
de
forma
desordenada no interior dos
metais. Contudo ao fechar-se um
circuito eléctrico, estes elétrons
organizam-se deimediato num
movimento ordenado, formando
uma corrente eléctrica.

Por quê conduzem?



Soluções – Possuem íons livres,
assim quando se fecha o circuito
eléctrico, os íons movimentamse organizadamente, dirigindo-se
os íons negativos para o
eléctrodo positivo e os íons
positivos
para
o
eletrodo
negativo.

O átomo de uma material condutor



O átomo de um material
condutoré formado por muitas
camadas de elétrons. De forma
que a sua última camada
(Valência) é bem afastada do
núcleo do átomo, facilitando
assim a transferência do elétron
da camada de valência.

Cabo ou fio?



Um fio condutor é formado por
um só fio, são utilizados em
situações em que não vão ser
submetidos a dobragens.



Um cabo condutor é formado por
vários
fios
condutores,entrelaçados uns nos outros.
Utilizados em aplicações que
requerem flexibilidade.

Resistividade
É a capacidade que um material tem conduzir as correntes elétricas com
maior ou menor facilidade. A resistência elétrica de um material é dada pela
equação a seguir:


=

Onde:

ρ – Resistividade elétrica do material.
A – Área da secção transversal do condutor.
L – comprimento docondutor.

Resistividade
Material

Resistividade (@ 20°C) [Ωm]

Prata

1,645 × 10−8

Cobre

1,723 × 10−8

Ouro

2,443 × 10−8

Alumínio

2,825 × 10−8

Tungstênio

5,485 × 10−8

Níquel

7,811 × 10−8

Ferro

1,229 × 10−7

Resistividade elétrica de alguns materiais

Bitola


Assim como o diâmetro de um cano determina a quantidade de água que
passa em seuinterior, a bitola de um condutor determina da quantidade de
elétrons que por ele circula (corrente elétrica).



Em resumo: a bitola é a grossura do cabo.



Especificando Bitola: É preciso achar a corrente que passará pelo cabo.



Para achar a corrente faça: =



Bitola
Bitola (mm²) Corrente máxima (A) Peso em kg/km
15

18,5

3,31

20

29,42

5,26

30

46,778,37

40

74,37

Relação entre bitola mínima, I máx e peso do condutor de cobre.

Bitola (mm²) Corrente máxima (A) Peso em kg/km
3,31

15

8,9

5,26

25

14,2

8,37

30

22,6

13,3

40

35,9

Relação entre bitola mínima, I máx e peso do condutor de alumínio.

Fonte: Instalações Elétricas - Hélio Creder.

2,08

Aplicações
 Transporte de energia

ACSR –Alumínio com alma de aço.
É muito usado em linhas de
transmissão aéreas e também em
linhas de distribuição primária e
secundária.

Aplicações
 Transporte de energia

AAC – Condutor de alumínio. Este
cabo é usado como cabo nu para
linhas de transmissão e distribuição,
e também como barramento em
subestações
onde
é
muito
conveniente considerando suas
características
mecânicas
eelétricas.

Aplicações
 Transporte de informação



Cabos Coaxiais: Usa uma
camada de malha de condutor
como
isolação
para
interferências
externas
(Eletromagnéticas), uma camada
de material dielétrico e no centro
um condutor de cobre.

Aplicações
 Transporte de informação



Cabos Par Trançado: Usa outros
cabos para criar a isolação
contra interferências externas...
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