Tipos de Condutores Elétricos e Principais Características

O condutores elétricos ou materiais condutoressão aqueles que têm pouca resistência à circulação de corrente elétrica, dadas as suas propriedades específicas. A estrutura atômica dos condutores elétricos facilita o movimento dos elétrons através deles, com os quais esse tipo de elementos favorece a transmissão de eletricidade.

Os condutores podem aparecer de diversas formas, uma delas é o material em condições físicas específicas, como barras de metal (vergalhões) que não foram elaboradas para fazer parte de circuitos elétricos. Apesar de não fazer parte de um conjunto elétrico, esses materiais sempre mantêm suas propriedades de condução.

Há também condutores elétricos unipolares ou multipolares, que são formalmente usados ​​como elementos de conexão de circuitos elétricos em áreas residenciais e industriais. Este tipo de condutor pode ser formado por fios de cobre ou outro tipo de material metálico, coberto com uma superfície isolante.

Além disso, dependendo da configuração do circuito, os condutores podem ser diferenciados para aplicações residenciais (thin) ou cabos para tomadas subterrâneas em sistemas de distribuição elétrica (grossa).

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

Índice

• 1 caraterísticas
  • 1.1 Características Elétricas
  • 1.2 Características físicas
• 2 tipos de condutores elétricos
  • 2.1 condutores de metal
  • 2.2 Condutores eletrolíticos
  • 2.3 Condutores gasosos
• 3 Exemplos de condutores
  • 3.1 Alumínio
  • 3.2 Cobre
  • 3,3 ouro
  • 3,4 Prata
• 4 referências

Características

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 pelo 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 transporte de energia elétrica.

A International Electrotechnical Commission 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 Padrão Internacional para Recozimento de Cobre (Padrão internacional de cobre recozido, IACS por sua sigla em inglês).

A referência adotada foi a condutividade de um fio de cobre recozido de um metro de comprimento e um grama de massa a 20 ° C, cujo valor é igual a 5,80 x 10⁷ S.m^-1. Esse valor é conhecido como 100% de condutividade elétrica IACS e é o ponto de referência para medir a condutividade de materiais condutores.

Um material condutor é considerado como tal se tiver mais de 40% de IACS. Materiais que possuem uma condutividade superior a 100% IACS são considerados materiais de alta condutividade.

Estrutura atômica permite a passagem da corrente

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

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

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

Núcleos unidos

A estrutura molecular dos condutores é formada por uma rede de núcleos fortemente unidos, que permanece praticamente imóvel devido à sua coesão.

Isso faz com que o movimento dos elétrons que estão distantes dentro da molécula seja propício, uma vez que eles se movem livremente e reagem à proximidade de um campo elétrico.

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

Balanço eletrostático

Quando submetidos a uma carga específica, os materiais condutores acabam por atingir um estado de equilíbrio eletrostático no qual não há movimentação de cargas dentro do material.

Cargas positivas se aglomeram em uma extremidade do material e 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 no interior do condutor. Assim, o campo elétrico interno total dentro do material é zero.

Características físicas

Maleável

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

Os materiais condutores são normalmente utilizados em aplicações domésticas ou industriais, nas quais devem ser submetidos a curvas e curvas; para isso, a maleabilidade é uma característica extremamente importante.

Resistente

Estes materiais devem ser resistentes ao desgaste, para suportar as condições de tensão mecânica a que são normalmente submetidos, associados a altas temperaturas devido à circulação da corrente.

Camada de isolamento

Quando usado em uma aplicação residencial ou industrial ou como parte do sistema de fornecimento de energia interconectado, os condutores devem sempre ser cobertos com uma camada isolante adequada.

Essa camada externa, também conhecida como jaqueta isolante, é necessária para evitar que a corrente elétrica que circula pelo condutor esteja em contato com pessoas ou objetos ao seu redor.

Tipos de condutores elétricos

Existem diferentes categorias de condutores elétricos e, por sua vez, em cada categoria estão os materiais ou meios com a mais alta 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, existe outro tipo 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, que são detalhados a seguir:

Condutores de metal

Este grupo é composto de metais sólidos e suas respectivas ligas.

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

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

As ligas mais utilizadas nas 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 formadas por íons livres, que auxiliam na condução elétrica da classe iônica.

Na maior parte, esses tipos de condutores estão presentes em soluções iônicas, uma vez que as substâncias eletrolíticas devem sofrer dissociações parciais (ou totais) para formar os íons que serão os portadores de carga.

Os condutores eletrolíticos baseiam seu funcionamento nas reações químicas e no deslocamento da matéria, o que facilita o movimento dos elétrons através do caminho de circulação possibilitado pelos íons livres.

Condutores de gás

Nessa categoria estão os gases que foram previamente submetidos a um processo de ionização, o que possibilita a condução da eletricidade através deles.

O próprio ar atua como um condutor de eletricidade quando, quando ocorre a ruptura dielétrica, serve como um meio eletricamente condutor para a formação de relâmpagos e descargas elétricas.

Exemplos de drivers

Alumínio

É altamente utilizado em sistemas de transmissão elétrica aéreos porque, apesar de ter uma condutividade 35% menor em comparação ao cobre recozido, seu peso é três vezes mais leve que o segundo.

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

Cobre

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

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

Ouro

É um material utilizado em montagens eletrônicas de microprocessadores e circuitos integrados. Também é usado para fabricar os terminais da bateria 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.

Silver

Com uma condutividade de 6,30 x 10⁷ S.m^-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 uma dureza comparável à do ouro ou do cobre. No entanto, seu custo é extremamente alto, por isso seu uso não é tão comum na indústria.

Referências

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