Condutores elétricos: tipos e recursos principais

Os condutores eléctricos ou de materiais condutores são aqueles que têm pouca resistência ao fluxo de corrente eléctrica, tendo em conta as suas propriedades específicas. A estrutura atômica dos condutores elétricos facilita o movimento dos elétrons através deles, com os quais esse tipo de elemento favorece a transmissão de eletricidade.

Os condutores podem ser apresentados de várias maneiras, uma delas é o material em condições físicas específicas, como barras de metal (barras) que não foram desenvolvidas para fazer parte de circuitos elétricos. Apesar de não fazer parte de um conjunto elétrico, esses materiais sempre mantêm suas propriedades de direção.

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Também existem condutores elétricos unipolares ou multipolares, que são formalmente usados ​​como elementos de conexão de circuitos elétricos em ambientes residenciais e industriais. Este tipo de condutor pode ser formado no interior por fios de cobre ou outro material metálico, coberto com uma superfície isolante.

Além disso, dependendo da configuração do circuito, condutores para aplicações residenciais (finas) ou cabos para tomadas subterrâneas podem ser distinguidos em sistemas de distribuição elétrica (espessa).

Para os fins deste artigo, focaremos nas características dos materiais condutores em seu estado puro; Além disso, saberemos quais são os materiais condutores mais usados ​​e por quê.

Caracteristicas

Os condutores elétricos caracterizam-se por não oferecer muita resistência à passagem de corrente elétrica através deles, o que só é possível graças às suas propriedades elétricas e físicas, que garantem que a circulação de eletricidade através do condutor não induza deformação ou destruição do material em questão.

Características elétricas

As principais características elétricas dos condutores elétricos são as seguintes:

Boa condutividade

Os condutores elétricos devem ter uma boa condutividade elétrica para cumprir sua função de transportar energia elétrica.

A Comissão Eletrotécnica Internacional determinou em meados de 1913 que a condutividade elétrica do cobre puro poderia servir como referência para medir e comparar a condutividade de outros materiais condutores.

Assim, o International Annealed Copper Standard (IACS) foi estabelecido.

A referência adotada foi a condutividade de um fio de cobre recozido com um metro de comprimento e um grama de massa a 20 ° C, cujo valor é igual a 5,80 x 10 7 Sm -1 . Esse valor é conhecido como 100% de condutividade elétrica IACS e é o ponto de referência para medir a condutividade de materiais condutores.

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Um material condutor é considerado como tal se tiver mais de 40% de SIGC. Os materiais com condutividade superior a 100% do SIGC são considerados materiais de alta condutividade.

A estrutura atômica permite a passagem de corrente

A estrutura atômica permite a passagem de corrente elétrica, uma vez que os átomos possuem poucos elétrons em sua camada de valência e, por sua vez, esses elétrons são destacados do núcleo do átomo.

A configuração descrita implica que uma grande quantidade de energia não é necessária para que os elétrons se movam de um átomo para outro, facilitando o movimento de elétrons através do condutor.

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Esse tipo de elétron é chamado elétrons livres. Sua disposição e liberdade de movimento ao longo da estrutura atômica é o que torna a circulação de eletricidade através do condutor propícia.

Núcleos unidos

A estrutura molecular dos condutores é composta por uma rede muito unida de núcleos, que permanece praticamente imóvel devido à sua coesão.

Isso torna propício ao movimento de elétrons que são remotos dentro da molécula, uma vez que se movem livremente e reagem à proximidade de um campo elétrico.

Essa reação induz o movimento dos elétrons em uma direção específica, o que dá origem à circulação da corrente elétrica através do material condutor.

Balança eletrostática

Sujeitos a uma carga específica, os materiais condutores acabam atingindo um estado de equilíbrio eletrostático no qual o movimento das cargas no interior do material não ocorre.

As cargas positivas aglomeram-se em uma extremidade do material e as cargas negativas se acumulam na extremidade oposta. O deslocamento das cargas em direção à superfície do condutor gera a presença de campos elétricos iguais e opostos dentro do condutor. Assim, o campo elétrico interno total dentro do material é nulo.

Características físicas

Tratável

Os condutores elétricos devem ser maleáveis; isto é, eles devem poder se deformar sem quebrar.

Os materiais condutores são frequentemente usados ​​em aplicações domésticas ou industriais, nas quais devem ser submetidos a curvaturas e dobras; Portanto, a maleabilidade é uma característica extremamente importante.

Resistente

Esses materiais devem ser resistentes ao desgaste, para suportar as condições de estresse mecânico às quais normalmente são submetidos, combinados a altas temperaturas devido à circulação da corrente.

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Camada isolante

Quando usados ​​em uma aplicação residencial, industrial ou como parte do sistema de fonte de alimentação interconectada, os condutores devem sempre ser cobertos por uma camada isolante adequada.

Essa camada externa, também conhecida como revestimento isolante, é necessária para impedir que a corrente elétrica que flui através do condutor entre em contato com as pessoas ou objetos que estão ao redor.

Tipos de condutores elétricos

Existem diferentes categorias de condutores elétricos e, por sua vez, em cada categoria estão os materiais ou meios com maior condutividade elétrica.

Por excelência, os melhores condutores elétricos são os metais sólidos, dentre os quais se destacam cobre, ouro, prata, alumínio, ferro e algumas ligas.

No entanto, existem outros tipos de materiais ou soluções que possuem boas propriedades de condução elétrica, como grafite ou soluções salinas.

Dependendo da maneira como a condução elétrica é realizada, é possível diferenciar três tipos de materiais ou meios condutores, detalhados abaixo:

Condutores metálicos

Este grupo é constituído por metais sólidos e suas respectivas ligas.

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Os condutores metálicos devem sua alta condutividade às nuvens de elétrons livres que favorecem a circulação da corrente elétrica através deles. Os metais liberam elétrons localizados na última órbita de seus átomos sem investir maiores quantidades de energia, o que facilita o salto de elétrons de um átomo para outro.

Por outro lado, as ligas são caracterizadas por apresentar alta resistividade; isto é, eles têm uma resistência proporcional ao comprimento e diâmetro do condutor.

As ligas mais usadas em instalações elétricas são o latão, uma liga de cobre e zinco; folha de flandres, uma liga de ferro e estanho; ligas de cobre e níquel; e ligas de cromo e níquel.

Condutores eletrolíticos

São soluções constituídas por íons livres, que auxiliam na condução elétrica da classe iônica.

Na maioria das vezes, esses tipos de condutores estão presentes em soluções iônicas, uma vez que as substâncias eletrolíticas devem passar por dissociações parciais (ou totais) para formar os íons que carregam carga.

Os condutores eletrolíticos baseiam sua operação em reações químicas e no deslocamento da matéria, o que facilita o movimento de elétrons pelo caminho de circulação possibilitado pelos íons livres.

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Condutores gasosos

Nesta categoria estão os gases que passaram anteriormente por um processo de ionização, o que possibilita a condução de eletricidade através deles.

O próprio ar funciona como um condutor de eletricidade quando, quando ocorre uma falha dielétrica, serve como um meio condutor de eletricidade para a formação de raios e choques elétricos.

Exemplos de drivers

Alumínio

É muito utilizado em sistemas de transmissão elétrica aérea porque, apesar de ter uma condutividade 35% menor quando comparado ao cobre recozido, seu peso é três vezes mais leve que o último.

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As tomadas de alta tensão são geralmente cobertas por uma superfície externa de cloreto de polivinila (PVC), que evita o superaquecimento do condutor e isola a passagem de corrente elétrica do lado de fora.

Cobre

É o metal mais utilizado como condutor elétrico em aplicações industriais e residenciais, dado o equilíbrio entre sua condutividade e o preço.

O cobre pode ser usado em condutores de baixo e médio calibre, de um ou vários fios, dependendo da capacidade do amperímetro do condutor.

Ouro

É um material usado em montagens eletrônicas de microprocessadores e circuitos integrados. Também é usado para fabricar terminais de baterias para veículos, entre outras aplicações.

A condutividade do ouro é aproximadamente 20% menor que a condutividade do ouro recozido. No entanto, é um material muito durável e resistente à corrosão.

Prata

Com uma condutividade de 6,30 x 10 7 Sm -1 (9-10% maior que a condutividade do cobre recozido), é o metal com a mais alta condutividade elétrica conhecida até o momento.

É um material muito maleável e dúctil, com dureza comparável à do ouro ou cobre. No entanto, seu custo é extremamente alto, portanto, seu uso não é tão comum no setor.

Referências

  1. Condutor elétrico (sf). Ecured Havana, Cuba Recuperado de: ecured.cu
  2. Condutores elétricos (sf). Recuperado de: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Condutores de eletricidade. Recuperado de: vivirhogar.republica.com
  4. Martín, T e Serrano A. (sf). Condutores em equilíbrio eletrostático. Universidade Politécnica de Madrid. Espanha Recuperado de: montes.upm.es
  5. Pérez, J. e Gardey, A. (2016). Definição de condutor elétrico. Recuperado de: definicion.de
  6. Propriedades dos condutores elétricos (sf). Recuperado de: neetescuela.org
  7. Wikipedia, A Enciclopédia Livre (2018). Condutividade elétrica Recuperado de: en.wikipedia.org
  8. Wikipedia, A Enciclopédia Livre (2018). Condutor elétrico Recuperado de: en.wikipedia.org

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