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materiais elétricos, Notas de aula de Engenharia Elétrica

resumo das aulas de materiais elétricos

Tipologia: Notas de aula

Antes de 2010

Compartilhado em 11/07/2010

renato-giovanini-7
renato-giovanini-7 🇧🇷

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Aula II
11.1- Materiais condutores
Na prática, além da resistividade, outras características são importantes:
- resistência
à
corrosão;
- flexibilidade;
- maleabilidade.
1I.2 - Cobre
. . . . .
- pnnclpals mmerals:
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- estrutura cúbica de face centrada;
- maior importância industrial;
- boa ductibilidade;
- baixa resistividade;
-alta resistência
à
corrosão;
- boa maleabilidade;
- nos condutores elétricos: cobre eletrolítico. Contém 99,9 % de cobre puro;
- tratamento para a fabricação: estiramento a frio e recozimento;
- estiramento a frio: processo baseado no uso de tração;
- estiramento a frio produz o cobre duro;
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Aula II

11.1- Materiais condutores Na prática, além da resistividade, outras características são importantes:

  • resistência à corrosão;
  • flexibilidade;
  • maleabilidade.

1I.2 - Cobre

  • pnnclpals^.^.^. mmerals:.^. MINfIlAL PRINCIPAISCOMPOSIÇÃO^ MINERAIS ~ C__ Cu 100 CupdIa CU20 ••.• l_ CUO 79. MaIaquIa CUCO, .CU(OH~ 51. AzUllla Cu,(COa ~ (OHIt a5. Crllocola CUSIO• .z~o 36 Antte.... cu.SO. (OHl. 501 Ifoc_ cu.~ (0"1. 56. ,,_ CuCl2CUC0ll)2 59.• Calcopirl1a CufeS 2 u'S _ C"I_. 6U CGIcocIla Cu:' 19 .• co_ CUS 66..
  • estrutura cúbica de face centrada;
  • maior importância industrial;
  • boa ductibilidade;
  • baixa resistividade; -alta resistência à corrosão;
  • boa maleabilidade;
  • nos condutores elétricos: cobre eletrolítico. Contém 99,9 % de cobre puro;
  • tratamento para a fabricação: estiramento a frio e recozimento;
  • estiramento a frio: processo baseado no uso de tração;
  • estiramento a frio produz o cobre duro;
  • recozimento: aquecimento ou fundição do material com resfriamento lento. O resfriamento pode ser feito em etapas, sendo que pelo menos uma delas tem que ser mais lenta;
  • recozimento produz o cobre mole ou recozido cujo padrão tem p = 0,15328 Om a 20°C;
  • o cobre duro tem resistividade maior;
  • tipos usuais de cobre (Especificação Brasileira EB 11 da ABNT): Conduto.' Rl'$isthicladf Condutivicladf ~IQcm (^) (cobre padraO) Pad^ r ilo^ l()()Cl. Fio de cobre recozido 1,7564 98. Fio de cobre meio duro: diâmetro até 8,24 nun 1.7837^ 96. Fio de cobre meio duro: diâmetro maior que 8,24 nun 1,7654 97. Fio de cobre duro: diâmetro até 8,2411ll11 1.793 96. Fio de cobre duro: diâmetro maior que 8.24mm 1,7745 97.
  • nos cálculos, aplica-se a resistividade de 97,3 %;
  • influência da temperatura: Temperatura (OC) a (Oel) O 0, 20 0, 25 0,

0, 0, 0, 0,1 temperatura 400 800 1200

  • dilatação linear: K'= 16,6·10-6 °C-I

1I.3 - Propriedades mecânicas de condutores de cobre

  • carga de ruptura de 22 kg/mrrr';
  • cobre recozido não tem limite de elasticidade definido;
  • o estiramento a frio aumenta a resistência à tração. Para o cobre duro a carga de ruptura é de 46 kg/mrrr';

_ variação de comprimento: ôl = l -/0 = /0 (l' - l' o)

SEELAS

  • podem ser usados: estanho, cádmio, alumínio, manganês, silício, ferro;
  • as propriedades dependem não só da porcentagem de cada elemento, bem como dos tratamentos térmicos e mecânicos;
  • podem ser obtidos materiais com maior ou menor resistência à tração, resistência ao desgaste, resistência à corrosão;
  • a resistividade das ligas é maior que a do cobre eletrolítico;
  • cádmio e cobre: maior resistência mecânica, maior dureza e pequeno aumento na resistividade;
  • latão: cobre e zinco (5 % a 45 %). Maior ductibilidade. Com estanho ou alumínio, a liga

tem maior resistência à corrosão pela maresia;

  • bronze: cobre e estanho (até 20 %). Maior resistência mecânica ao material;
  • metal monel ou cuproníquel: cobre e níquel (l0 % a 30 %). Resistência mecânica elevada e

boa resistência à corrosão. Adicionando de 3 % a 4 % de silício, melhora propriedades devido ao

endurecimento por envelhecimento;

  • cobre e alumínio (mais de 10 %). Material em contato constante com soluções ácidas ou salinas; alpacas: cobre (45 % a 70 %), níquel (10 % a 18 %) e zinco. Equipamentos de telecomunicações.

11.5- Condutores compostos

  • formados por diferentes materiais;
  • não são ligas metálicas;
  • copperweld - fio de aço recoberto de cobre;
  • alumonweld - fio de aço recoberto de alumínio;
  • ACSR ou CAA - cabo de alumínio com alma de aço. Cabo de aço em tomo do qual são torcidos cabos de alumínio. A resistência mecânica é dada pelo aço, aproveitando a melhor condutividade elétrica do alumínio;
  • a seção do condutor composto é a soma das seções dos componentes;
  • a condutância total é a soma das condutâncias dos componentes;
  • o peso total é a soma dos pesos dos componentes;
  • módulo de elasticidade:

E ---------^ SI^ ·EELASI^ +S2^ ·EELAS ELAS EQ - S +S I 2

  • EELASEQ- módulo de elasticidade do condutor composto;
  • EELAsI - módulo de elasticidade do componente 1;
  • EELAS 2 - módulo de elasticidade do componente 2;
  • SI - seção do componente 1;
  • S2 - seção do componente 2.