Equipamentos Elétricos e a Importância dos Materiais

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EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS 
AULA 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Eduardo da Silva 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Olá! Seja muito bem-vindo a esta aula. 
A área da engenharia elétrica que estuda geração, transmissão e 
distribuição de energia elétrica é também conhecida como eletrotécnica, e é 
nesse contexto que são aplicados os equipamentos elétricos. Esse segmento da 
engenharia é fantástico, oferecendo soluções para infraestrutura básica de uma 
sociedade, além de abrir muitas oportunidades de trabalho para os profissionais 
da área. 
Já parou pra pensar quantos são e de que tipos são os equipamentos que 
fazem a conexão de uma usina geradora de energia até as nossas casas? Pois 
é, a energia elétrica produzida em uma usina segue um longo caminho, através 
das linhas de transmissão até chegar às subestações, que, por sua vez, faz a 
entrega à rede de distribuição e, por fim, alimenta as residências, os comércios, 
as indústrias e outros consumidores. Em toda essa trajetória, podemos ver 
muitos equipamentos e máquinas elétricas, como transformadores, geradores, 
condutores, isoladores, sistemas de aterramento, chaves, fusíveis, disjuntores, 
entre outros exemplos. 
Essa disciplina vai abordar os principais materiais e equipamentos 
elétricos utilizados nas instalações do setor elétrico brasileiro, apresentando as 
principais características e o seu princípio de funcionamento. 
Muitos dos elementos citados acima, apresentam comportamentos 
distintos em função dos materiais dos quais são feitos e das condições de 
operação. Por isso, iniciaremos o nosso estudo analisando os principais tipos de 
materiais que são utilizados na eletrotécnica. Além disso, vamos ver como são 
classificados, quais são as normas que definem os parâmetros desses 
equipamentos, quais os critérios usados para a seleção na hora da aplicação e, 
por fim, como dimensionar de acordo com a finalidade de uso. 
Vamos lá, então? Bons estudos! 
TEMA 1 – A IMPORTÂNCIA DOS MATERIAIS 
Nos últimos anos, os materiais utilizados na área da engenharia elétrica 
têm tido um enorme progresso. Com a evolução da nanotecnologia e da 
microeletrônica, já é possível fabricar processadores que possuem o incrível 
 
 
3 
número de 7 bilhões de transistores na sua estrutura, um exemplo disso é a linha 
i9 da fabricante Intel®. 
A performance dos dispositivos eletrônicos, como os smartphones, tablets 
e computadores, exige cada vez mais autonomia das suas baterias, que hoje 
tem sido um dos maiores desafios para os seus fabricantes. Olhando para um 
futuro próximo, há uma tendência mundial para a substituição dos carros com 
motor a combustão por carros elétricos, por isso, o estudo de materiais para a 
fabricação de baterias recarregáveis é alvo de muita pesquisa e está em pleno 
crescimento. 
Na eletrotécnica, a evolução é constante, as mudanças são mais visíveis 
estão na área de geração de energia, com sistemas mais eficazes e de menor 
impacto ambiental. As instalações também sofreram mudanças nos últimos 
anos, especialmente relacionadas aos materiais. Até o ano de 1950, a isolação 
dos cabos de alta tensão era feita de papel impregnado com óleo isolante e, a 
partir do estudo dos polímeros e novas técnicas industriais, foi possível a 
fabricação de cabos de isolação extrudada, utilizando o cloreto de polivinila 
(PVC) e o polietileno (PE), que reduz as perdas e permite alcançar maiores 
distâncias. 
Ainda há muitos desafios tecnológicos a serem superados e muito disso 
está dependente de novas técnicas que permitam a combinação da ciência com 
a criatividade humana no uso dos materiais. 
1.1 Acidentes de origem elétrica 
Em 2005, profissionais e empresas de diversas áreas se reuniram 
imbuídos na missão de conscientizar a população dos riscos que a eletricidade 
pode oferecer; desse encontro nasceu a Associação Brasileira de 
Conscientização para os Perigos da Eletricidade (ABRACOPEL). 
Desde então, anualmente é realizado um estudo estatístico que apresenta 
dados relacionados a acidentes de origem elétrica. 
O anuário de 2019, com base no ano de 2018, revela-se alarmante, pois 
a maioria dos acidentes foram causados por choque elétrico ou por incêndio 
iniciado por sobrecarga, como mostra a 
Figura 1. 
 
 
 
4 
Figura 1 – Dados gerais de acidentes de origem elétrica fatais e não fatais no 
ano de 2018 
 
Fonte: Abracopel, 2019. 
Esses dados têm ainda mais destaque quando percebemos que a maioria 
dos acidentes fatais, causados por choque elétrico, têm origem na rede aérea de 
distribuição e nas residências, como mostra a Figura 2. 
De modo geral, nas residências, a maior parte dos acidentes está 
relacionada às precárias condições das instalações e ao mau dimensionamento 
de condutores e dispositivos de proteção, que torna o sistema suscetível a 
sobrecargas e falhas que colocam os usuários em risco. 
Já na rede aérea de distribuição, o principal motivo é o contato direto, que, 
dependendo das condições e pela elevada tensão, costuma ser fatal. Vale 
ressaltar que as vítimas mais recorrentes desse tipo de acidente são os 
profissionais da construção civil que trabalham próximos à rede elétrica e 
pessoas que tentam fazer ligações clandestinas. 
 
 
 
 
 
5 
Figura 2 – Morte por choque elétrico separado por tipo de edificação ou 
logradouro no ano de 2018 
 
Fonte: Abracopel, 2019. 
O baixo número de acidentes nas subestações e nas linhas de 
transmissão indica que a presença de profissionais treinados e instalações 
adequadas podem melhorar drasticamente esse cenário. É de suma importância 
o uso materiais e equipamentos adequados, assim como é importante atender 
às normas vigentes para garantir a segurança dos profissionais e dos usuários 
do setor elétrico. 
1.2 Gestão de falhas no setor elétrico 
A energia elétrica é um item indispensável para o desenvolvimento de 
uma sociedade. No Brasil, essa energia é gerada principalmente em usinas 
hidrelétricas, que corresponde a aproximadamente 62% de toda energia 
produzida. Além das hidrelétricas, o Brasil ainda conta com termelétricas, que 
funcionam à base de combustíveis fósseis, carvão mineral, gás natural, 
biomassa e nuclear (28% da geração total). O restante corresponde a parques 
eólicos e solares e também à importação de outros países. 
 
 
6 
O sistema elétrico brasileiro é composto pelas unidades geradoras e pelos 
sistemas de transmissão e distribuição de energia. Essa estrutura é parte do 
Sistema Interligado Nacional (SIN), que é responsável pela transmissão de 
energia elétrica de todo o país. 
Figura 3 – Sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. 
 
Crédito: Bigmouse/Shutterstock. 
Por se tratar de um país de dimensões continentais, esse sistema é muito 
complexo e, portanto, passível de falhas. Por definição, falha é o fim da 
capacidade de um equipamento desempenhar sua função, e significa que 
precisa ser substituído. Esse termo é muito confundido com defeito, cuja 
definição é a alteração da capacidade de um equipamento desempenhar a sua 
função, mas não o torna inútil, podendo ainda ser usado com restrições. 
No setor elétrico, uma falha pode levar ao desligamento de energia em 
uma região e deixar uma grande quantidade de pessoas sem acesso à 
eletricidade. À primeira vista você pode pensar que isso não pode ser tão grave, 
porém, se pensarmos em instalações de alta demanda como hospitais (UTI), 
empresas tratamentos de dados (datacenters) ou de telefonia, um apagão pode 
representar vidas em risco e muito dinheiro. 
 
 
7 
Atualmente, existem soluções para alguns tipos de usuários não ficarem 
sem energia, um exemplo disso é o sistema de Nobreak, que oferece energia 
armazenada em baterias enquanto a rede elétrica está desligada e o seu uso é 
obrigatório em algumas aplicações. 
Os fabricantes e pesquisadores realizam diversos tipos de ensaios e 
perícias para garantir aqualidade dos produtos. Alguns exemplos de estudos 
realizados sobre falhas em equipamentos elétricos são: 
 Causas da corrosão de condutores de alumínio; 
 Fraturas em parafusos de duralumínio; 
 Corrosão pela ação da água dos reservatórios em equipamentos de 
usinas hidrelétricas; 
 Falha por corrosão em perfis de aço galvanizado de fundações de estais 
em uma linha de transmissão; 
 Falha em contato elétrico de disjuntor de subestação; 
 Falha em espaçador-amortecedor de linha de transmissão de 500 kV. 
Muitos testes podem ser utilizados para diagnosticar falhas, como a 
microscopia, a análise química, o ensaio de dureza, a inspeção visual e o ensaio 
de tração. Após os laudos periciais, as equipes responsáveis, seja na área de 
fabricação ou de manutenção, iniciam um processo de melhoria ou substituição 
dos equipamentos que apresentaram falhas. 
TEMA 2 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS USADOS NA ELETROTÉCNICA 
A classificação dos materiais está diretamente relacionada às suas 
aplicações, como os elementos condutores utilizados nas linhas de transmissão 
e distribuição ou os isoladores instalados nos transformadores, ou, ainda, os 
elementos magnéticos de um gerador de energia. O que todos têm em comum 
é a manipulação feita nos materiais para que se tornem próprios para 
determinada aplicação. 
2.1 Propriedades gerais dos materiais 
É natural pensar que, em algum ponto da carreira, vamos nos deparar 
com a escolha de materiais, seja para aplicar em um projeto, seja para realizar 
uma pesquisa. Desse modo, assim como um médico precisa conhecer a 
farmacologia para recomendar a medicação apropriada ao seu paciente, o 
 
 
8 
engenheiro eletricista deve ser capaz de distinguir, dimensionar e recomendar 
os materiais elétricos para que possam ser utilizados na confecção, na instalação 
ou na manutenção de equipamentos elétricos. 
Na eletrotécnica, é utilizada uma grande variedade de materiais para 
diferentes aplicações, por exemplo, em uma usina hidrelétrica é possível 
encontrar materiais condutores, isolantes, magnéticos e semicondutores, sendo 
que para cada um deles ainda existem subcategorias, como diferentes ligas 
metálicas, materiais cerâmicos, plásticos e outros tipos de polímeros. 
Além da classificação por sua natureza, os materiais possuem 
propriedades que definem o seu comportamento e aplicações, explicadas a 
seguir. 
2.1.1 Propriedades elétricas 
A forma como as cargas elétricas se deslocam é diferente para cada 
material e chamamos de resistividade (𝜌) a oposição que um condutor pode 
oferecer à passagem de corrente. 
De forma inversa, a condutividade pode ser compreendida como a 
capacidade de condução de portadores de cargas em um meio. A Figura 4 
mostra o espectro de resistividade e a classificação de condutividade, em função 
de alguns materiais. 
Figura 4 – Espectro de resistividade 
 
Fonte: adaptado de Callister Jr.; Rethwisch, 2018. 
2.1.2 Propriedades mecânicas 
Os materiais elétricos também precisam ser escolhidos em função das 
suas propriedades mecânicas, seja um condutor de alumínio utilizado em uma 
linha de transmissão, seja um fio de ouro que liga os terminais de um 
microprocessador. 
A relação dada pela força aplicada por unidade de área é chamada de 
tensão, que quando aplicada aos materiais, provoca deformações que são 
 
 
9 
utilizadas como parâmetros de seleção de acordo com a aplicação. Em um 
ensaio, assim que a tensão é retirada, observa-se as caraterísticas do material 
e, se foram retomadas todas as condições iniciais, dizemos que esse material 
sofreu uma deformação elástica, mas se houve mudanças após o ensaio, a 
deformação é do tipo plástica, ou seja, o material foi modificado de forma 
permanente. 
Para a maioria dos materiais metálicos, as deformações elásticas estão 
limitadas a aproximadamente 0,005. A partir do limite do ponto P, a tensão não 
é mais proporcional à deformação, tornando-a irrecuperável ou plástica, como 
mostra a 
Figura 5. 
Figura 5 – Comportamento tensão-deformação típico para um metal 
 
Fonte: adaptado de Callister Jr.; Rethwisch, 2018. 
Além da elasticidade dos materiais ainda existem outras características 
mecânicas que podem ser fundamentais, como a tenacidade, que corresponde 
à energia total necessária para provocar uma fratura no material, ou ainda a 
dureza, que é definida pela resistência da superfície do material à penetração. 
2.1.3 Propriedades térmicas 
O calor se propaga em um material, de molécula para molécula, dos 
pontos mais quentes aos mais frios e chamamos esse fenômeno de 
condutividade térmica. 
 
 
10 
Quando se trata de materiais elétricos existe uma grande preocupação 
com as condições de temperatura, pois existe uma correlação entre 
condutividade térmica e elétrica. O acréscimo do grau de agitação das moléculas 
devido a um aumento de temperatura reduz a capacidade de movimentação 
eletrônica, que, por sua vez, aumenta a resistividade elétrica. 
De modo mais abrangente, as normas preveem o um fator de correção 
quando se faz o dimensionamento de condutores que vão operar em condições 
de temperaturas elevadas. 
2.1.4 Propriedades químicas 
Existem muitas aplicações que utilizam algum procedimento químico 
envolvendo materiais elétricos. Desde uma simples bateria (pilha) até a 
deposição de metais por eletrólise, os fenômenos químicos são base de estudos 
de muitas áreas, mas o principal aspecto quando se trata de condutores e 
instalações de eletrotécnica é a corrosão. 
 A corrosão é, na maioria das vezes, um processo de reação espontânea 
entre materiais metálicos e o meio onde é colocado, como líquidos, gases e até 
mesmo a terra. Um bom exemplo disso é a deterioração que ocorre com 
eletrodos nos sistemas de aterramento, que alteram a sua durabilidade e 
reduzem o seu desempenho. 
Além da corrosão e seus efeitos prejudiciais aos condutores, as radiações 
nos materiais podem promover a ruptura das ligações atômicas e possibilitam 
um rearranjo que dá origem a novas estruturas. 
Essa é uma preocupação recorrente em usinas que utilizam reatores 
nucleares para gerar energia elétrica, mas mesmo longe das usinas, a radiação 
UV pode causar degradação nos materiais à base de polietileno, alterando suas 
propriedades isolantes. 
2.2 Materiais elétricos 
Em instalações elétricas nos deparamos com os mais diversos tipos de 
materiais, suas características são estrategicamente usadas para atender um 
objetivo de projeto e, ainda que existam muitas variedades, é possível classificar 
os principais materiais elétricos em quatro grandes grupos: condutores, 
isolantes, semicondutores e magnéticos. 
 
 
11 
2.2.1 Materiais condutores 
A condução de algum objeto qualquer sempre nos traz a noção de 
movimentação, levar de um lugar a outro. Na eletricidade isso não é diferente, 
quando falamos de materiais condutores, estamos falando do meio que será 
usando para essa movimentação e que nos permite levar cargas elétricas de um 
ponto a outro. 
A aplicação dos condutores nas áreas da eletrotécnica exige 
principalmente das características elétricas, térmicas e mecânicas desses 
materiais. A escolha do material mais adequando nem sempre está relacionada 
àquele que apresenta as melhores características elétricas, e sim o que satisfaz 
demais condições de aplicação, como imersão em água ou altas temperaturas. 
Como abordado anteriormente, a resistividade (𝜌) representa a 
dificuldade que as cargas elétricas têm para se deslocar dentro de um material, 
ou seja, o oposto da condutividade. Essa característica é capaz de definir se o 
material é o bom ou mau condutor; em outras palavras, se é condutor ou isolante. 
Se aplicarmos esse efeito a um fio condutor de comprimento 𝑙 e com área 
de seção transversal 𝑆, teremos a resistência elétrica desse fio, que é dada por: 
𝑅 =
𝜌 ∙ 𝑙
𝑆
 (2.1) 
A temperatura é um fator que pode alterar a resistência drasticamente,pois a variação da temperatura influencia na agitação das partículas, interferindo 
na passagem dos elétrons. De acordo com a curva apresentada na Figura 6, 
essa relação pode ser considerada linear para uma grande faixa de variação de 
temperatura. 
 
 
 
Figura 6 – Resistividade elétrica em função da temperatura para o cobre 
 
 
12 
 
Fonte: adaptado de Callister Jr.; Rethwisch, 2018. 
Outro fenômeno que pode interferir na capacidade de condução em 
condutores cilíndricos (fios) é o chamado efeito pelicular. Esse efeito só existe 
para corrente alternada, pois com o aumento da frequência ocorre uma 
distribuição não uniforme da corrente no interior do condutor. 
A densidade de corrente ( 𝐽 ) geralmente aumenta do interior em direção 
à superfície, reduzindo a área de condução, como mostra a Figura 7. 
Figura 7 – Densidade de corrente em um condutor circular devido ao efeito 
pelicular 
 
Uma das formas de lidar com o efeito pelicular é utilizar uma malha de 
condutores de diâmetro menor, que permite uma distribuição da corrente de 
forma mais homogênea do que um único condutor de mesma área de seção. 
Em barramentos de correntes muito elevadas, na ordem de milhares de 
ampères, utilizam-se condutores ocos, que não afetam muito a condutividade, 
mas reduzem significativamente o seu peso e seu custo. 
2.2.2 Materiais isolantes 
Os materiais isolantes, também conhecidos como materiais dielétricos ou 
simplesmente dielétricos, são quase tão importantes quanto os materiais 
 
 
13 
condutores. São amplamente usados em cabos, instalações de alta tensão, 
transformadores, entre outras aplicações. 
O comportamento de um material dielétrico é de se opor à passagem de 
corrente elétrica por condução, semelhante ao conceito de resistência. Podemos 
dizer que um material isolante ou dielétrico possui alta resistividade e, portanto, 
baixa condutividade. 
Diante de um campo elétrico, um corpo composto por um material bom 
condutor inicia a mobilidade de elétrons que estão na camada de valência dos 
seus átomos, também chamados elétrons livres, e dão origem à corrente elétrica. 
Os dielétricos, quando submetidos à ação de um campo elétrico, a interação das 
cargas em seus átomos e moléculas são eletricamente neutras, ou seja, pode-
se dizer que se formam dipolos elétricos microscópicos. 
Diferente das anteriores, essas cargas não podem ser usadas para 
promover a condução de corrente, mas podem fazer alguns pequenos 
deslocamentos quando estão sob a ação de campos extremos, por isso, são 
chamadas de cargas ligadas. 
A principal característica que todos os materiais isolantes possuem, 
independentemente da sua natureza física, é a capacidade de armazenar 
energia elétrica, por isso todo dielétrico pode ser compreendido como um 
capacitor. 
Um par de placas condutoras paralelas e separadas por vácuo, quando 
submetidas a uma diferença de potencial (𝑉), tendem a armazenar uma 
quantidade de carga elétrica (𝑄). Essa relação define a capacitância (𝐶), que é 
dada por: 
𝐶 =
𝑄
𝑉
 (2.2) 
Conforme vimos, os materiais isolantes podem armazenar cargas e, com 
isso, comportar-se como capacitores; desse modo, ao inserir um material 
dielétrico entre as placas do capacitor acima, a quantidade de cargas 
acumuladas e a sua capacitância serão alteradas, como mostra a Figura 8. A 
nova capacitância para o capacitor com dielétrico (𝐶𝑑) pode ser expressa por: 
𝐶𝑑 =
𝑄𝑑
𝑉
 (2.3) 
Figura 8 – Comportamento das cargas em função do uso de um dielétrico nos 
capacitores 
 
 
14 
 
Essa capacitância será maior quanto melhor for o dielétrico, para isso, 
define-se a constante dielétrica (𝑘𝑑) como a relação entre as capacitâncias com 
e sem o material dielétrico inserido entre as placas. 
𝑘𝑑 =
𝐶𝑑
𝐶
 (2.4) 
Ao passo que aumentamos a diferença de potencial entre as placas do 
capacitor, aumenta também a quantidade de cargas acumuladas de modo que, 
para um determinado valor de tensão, o dielétrico deixa bruscamente de 
funcionar como isolante, sendo atravessado por uma corrente elétrica. O valor 
da diferença de potencial necessário para romper uma certa espessura de 
material dielétrico (𝑘𝑉/𝑚𝑚) é chamado de rigidez dielétrica. 
A rigidez dielétrica depende de vários fatores, dentre os quais: 
 espessura do dielétrico; 
 forma dos corpos; 
 temperatura; 
 duração da aplicação da tensão; 
 rapidez de crescimento da tensão; 
 frequência (para tensão de corrente alternada). 
A constante dielétrica do ar é adotada como parâmetro de referência, 
tendo como valor a unidade. O Tabela 1, a seguir, apresenta alguns exemplos 
de materiais isolantes com os seus referidos valores de constante e rigidez 
dielétrica. 
Tabela 1 – Características dielétricas de alguns materiais isolantes utilizados em 
eletrotécnica 
MATERIAL 
CONSTANTE 
DIELÉTRICA (𝒌𝒅) 
RIGIDEZ DIELÉTRICA 
(𝒌𝑽/𝒄𝒎) 
Ar 1 30 
Teflon (tetrafluoro-etileno) 2 800 
Óleo de transformador 2,1 250 
Hexafluoreto de enxofre gasoso 2,1 100 
 
 
15 
Polieteno 2,25 400 
Mica 5,5 a 9 600 
Porcelana 7,5 600 
Titanato de bário (cerâmica) 10
3
 a 10
4
 40 
Fonte: adaptado de Rezende, 1977. 
Como vimos, os materiais isolantes têm dificuldade em conduzir uma 
corrente por terem poucos elétrons livres. Esses materiais, especialmente os 
sólidos, quando sujeitos à tensão alternada, são forçados a colocar os elétrons 
em movimento e alternando o sentido de deslocamento. O resultado disso é um 
aquecimento do dielétrico proveniente do efeito Joule, que também chamado de 
perda dielétrica. 
Para um dielétrico ideal, ao aplicar uma tensão alternada, a corrente deve 
estar deslocada de 𝜋/2 em relação à tensão, de modo que a potência 
processada seja nula, ou seja, sem perdas. Quando o material permite uma 
pequena corrente, também chamada de corrente de fuga, a massa do dielétrico 
comporta-se como uma carga não linear, ou seja, de resistência variável, devido 
a não homogeneidade do material. Como consequência, a corrente pode 
apresentar componentes harmônicas defasadas de (𝜋/2 − 𝛼) que vão produzir 
perdas. O que importa nessas perdas é o ângulo (𝛼) e o fator de perdas. 
Esse conceito é semelhante ao fator de potência estudado anteriormente 
e a perda dielétrica (𝑃𝑑) pode ser calculada como: 
𝑃𝑑 = 𝑉 ∙ 𝑖 ∙ 𝐜𝐨𝐬 (
𝝅
𝟐
− 𝜶) (2.5) 
sendo o fator em negrito o fator de perdas. 
2.2.3 Materiais semicondutores 
Conforme vão sendo apresentados os materiais, podemos entender 
melhor quais são as principais características, semelhanças e diferenças entre 
eles. Os materiais condutores e dielétricos são opostos no quesito resistividade. 
A faixa de resistividade aproximada para os condutores é abaixo de 10−4 ohms 
para cada centímetro de material, já a dos isolantes é algo em torno de 1010, ou 
mais, ohms para cada centímetro. 
 
 
16 
Como essa é uma diferença muito grande, já é de se deduzir que entre os 
condutores e os isolantes existam materiais que têm um comportamento 
intermediário. Sim, mas nem todos, dentre eles estão os semicondutores. 
Basicamente, essa classificação dos materiais quanto à capacidade de 
conduzir corrente elétrica está baseada nas bandas ou camadas onde os 
elétrons mais distantes do núcleo atômico estão. Dentre os modelos de 
distribuição eletrônica, o de Linus Pauling permite distribuir os elétrons em níveis 
e subníveis de modo que o elétron que ocupa o último nível está fracamente 
ligado ao núcleo, essa região é chamada de camada ou banda de valência. 
Para os bons condutores, a energia aplicada para remover um elétron que 
está na banda de valência é relativamente baixa, enquanto nos isolantes é muito 
alta. Isso se deve à estrutura molecular do material, que possibilitam ligações 
que resultam em mais ou menos elétrons livres. 
Nos isolantes, o arranjo das moléculas é tal que os átomos se tornam 
eletricamente neutros, com a sua banda de valência totalmente preenchidaou 
com pouca disponibilidade para realizar trocas de elétrons. Já nos bons 
condutores, a banda de valência costuma de entre 1 a 3 elétrons, tornando-os 
mais receptíveis para ligações. 
Ao aquecer um pedaço de cobre, por exemplo, estamos aplicando energia 
suficiente para promover uma “desordem” no material, ou seja, um elétron que 
estava na banda de valência pode se tornar um elétron livre. Isso ainda não é 
suficiente para iniciar uma corrente elétrica, pois elétrons estão realizando trocas 
aleatórias, de modo que o movimento deles é caótico. Para que ocorra uma 
corrente, é necessário aplicar uma diferença de potencial que fará com que os 
elétrons se desloquem, ainda que desordenadamente, para um mesmo sentido. 
A posição do elétron, ao se desprender do seu átomo, que permite dar origem a 
uma corrente elétrica, é chamada de banda de condução. 
A condução de corrente elétrica nos semicondutores não ocorre como em 
materiais resistivos; chamamos esse tipo de material de não ôhmico por não 
obedecer à Lei de Ohm, que demonstra uma proporcionalidade entre a tensão e 
corrente de um circuito. 
 Em alguns semicondutores, após um determinado valor de tensão, a 
corrente cresce muito mais rapidamente do que a tensão; um exemplo disso são 
os diodos. A Figura 9 apresenta uma classificação dos materiais em função da 
energia necessária para que elétrons deixem da banda de valência em direção 
 
 
17 
à banda de condução. Note que há uma faixa de banda proibida de energia que 
indica que o elétron só pode assumir duas distintas posições. 
Figura 9 – Diagrama em bandas de energia em três diferentes tipos de materiais 
 
Fonte: adaptado de Hayt; Buck, 2013. 
 O processo de inserção de partículas de outra natureza em um 
semicondutor é chamado de dopagem, e essas partículas são conhecidas como 
impurezas. 
Essas impurezas, mesmo que em quantidade muito pequena, influenciam 
fortemente na resistividade dos semicondutores, fenômeno que permite a 
confecção de elementos com diferentes características e funções práticas. 
Dispositivos como diodos, tiristores e transistores muitas vezes são compostos 
pela mesma natureza de semicondutor, diferenciados apenas pelo processo de 
dopagem. 
O silício (Si) e o germânio (Ge) são os principais semicondutores 
utilizados atualmente na confecção de diodos e transistores, porém, outros 
elementos e compostos podem apresentar o comportamento elétrico 
influenciado por agentes externos. 
O carbono (C), na forma de grafite, possui condutividade semelhante à 
dos metais mas, com a elevação da temperatura, apresentam uma redução da 
resistência elétrica, ao contrário do que acontece nos metais. Algumas das suas 
aplicações são os termistores e varistores, que são dispositivos amplamente 
usados na eletrônica e variam a resistência com a temperatura ou tensão, 
respectivamente. 
 
 
18 
Além dessas, atualmente todos os olhares estão apontados para o 
grafeno, um subproduto do grafite que é destaque em algumas propriedades 
físicas como a resistência mecânica, condutividades térmica e elétrica. 
Já o selênio (Se) é um dos primeiros elementos estudados que apresenta 
comportamento fotoelétrico, por isso, é um dos precursores dos sistemas de 
geração fotovoltaica. A escolha do material para geração fotovoltaica é 
dependente da eficiência desse material. O silício cristalino é, hoje, o composto 
mais usado e um painel solar feito desse material tem uma eficiência de 13% a 
17%. O arsenieto de gálio (GaAs) tem a melhor eficiência, aproximadamente 
28%, porém seu custo de fabricação é muito alto. 
2.2.4 Materiais magnéticos 
Acredita-se que o estudo do magnetismo data do século VI a.C., quando, 
na cidade de Magnésia na Grécia antiga, foi observada a capacidade de um 
minério atrair objetos de ferro. A esse minério foi dado o nome de magnetita; e 
assim surgiu o termo magnetismo. 
Muito mais tarde, foi descoberto o efeito magnético dos materiais, 
inclusive da própria Terra, que corresponde a um grande ímã. O motivo para que 
alguns metais sofram a ação de um campo magnético e outros não vem da 
estrutura elementar da matéria. Sabemos que os elétrons são distribuídos nos 
níveis de energia de um átomo em pares e com spins opostos. 
Vamos utilizar dois elementos para servir de exemplo: o Lítio, que tem 
número atômico 3, e o Berílio, cujo número atômico é 4. 
Figura 10 – Distribuição eletrônica dos átomos de Lítio e Berílio 
 
Cada elétron, quando girando em torno de si mesmo, é uma carga em 
movimento que apresenta um momento um dipolo magnético extremamente 
pequeno, formando seus polos sul e norte correspondentes. Se observarmos o 
 
 
19 
berílio, cada spin possui o seu oposto; portanto, em uma amostra maior, esse 
material quando submetido a um campo magnético apresentará um momento 
magnético médio nulo; chamamos esse tipo de material de diamagnéticos. Já o 
lítio possui um único elétron no seu último nível e se comporta como um pequeno 
ímã que se alinha a um campo magnético externo. Em uma amostra maior, esse 
alinhamento tende a aumentar o valor do campo dentro do material; chamamos 
esse tipo de material de paramagnéticos. 
Além dessas, existem outras quatro classes, os ferromagnéticos, 
antiferromagnéticos, ferrimagnéticos e superparamagnéticos, que possuem 
momentos magnéticos atômicos fortes que podem provocar um alinhamento 
aditivo ou subtrativo. 
TEMA 3 – DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÕES 
O uso de condutores elétricos requer sempre a utilização de alguma 
substância isolante, seja no ponto de fixação ou no próprio condutor (cabo), para 
efeito de proteção contra o contato direto, controle de temperatura ou até mesmo 
proteção contra intempéries. 
As máquinas elétricas, como transformadores, motores e geradores, 
possuem os elementos magnéticos que devem ser projetados para o bom 
funcionamento e evitar perdas, assim como os materiais semicondutores que 
são aplicados na blindagem de cabos, nos conversores de energia, em painéis 
fotovoltaicos, ou seja, não é difícil apontar aplicações de eletrotécnica que 
combinam os materiais estudados até aqui, algumas delas são: 
 estações geradoras de energia e subestações; 
 sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica; 
 instalações prediais, comerciais e industriais; 
 motores, transformadores e geradores; 
 instalações especiais (navios, automóveis, aviões etc.). 
Visto isso, vamos estudar algumas combinações, ligas e compostos 
utilizados para formar os principais materiais usados no setor elétrico. 
3.1 Materiais condutores 
A aplicação dos materiais condutores são muitas, mas para a confecção 
de cabos elétricos apenas dois que se destacam: o cobre e o alumínio. 
 
 
20 
3.1.1 Cobre 
O cobre é líder absoluto nas instalações elétricas residenciais e industriais 
e supera o concorrente alumínio nos quesitos condutividade, resistência 
mecânica e maleabilidade. Para ser usado como condutor elétrico, o cobre passa 
por um processo de remoção de impurezas por meio de uma eletrólise, por isso 
recebe o nome de cobre eletrolítico. Dessa forma, pode atingir até 99,99% de 
pureza, depois disso é submetido choques térmicos para se obter a têmpera que 
lhe dará o grau de dureza. 
3.1.2 Alumínio 
O alumínio, por sua vez, é imbatível nas linhas aéreas de transmissão, 
exceto nas proximidades litorâneas. Em linhas de longa distância, o custo e o 
peso são determinantes, e, nesse sentido, o alumínio ganha com folga dos cabos 
de cobre. Já a resistência mecânica pode ser significativamente melhorada 
quando os cabos são encordoados com fios de aço no seu interior, que lhes dão 
o nome de alumínio com alma de aço. 
Nas cidades, o alumínio é comum apenas em instalações aéreas e 
subterrâneas, pois a NBR 5410 – Instalações Elétricas em Baixa Tensão só 
permite seções iguais ou superiores a 16mm. 
3.1.3 Ferro e aço 
A resistividade do ferro ou do aço é aproximadamente 6 a 7vezes à do 
cobre, por isso suas aplicações são estruturais ou magnéticas. Algumas ligas de 
ferro podem ter aplicações elétricas, como resistências de aquecimento, 
reostatos e lâminas para máquinas elétricas. O aço pode ser visto, além do papel 
estrutural nos cabos de alumínio, como um condutor principal em linhas de 
baixas correntes usadas em sistemas de telecomunicações. 
3.2 Materiais isolantes 
Apenas para a distinção, o termo isolação é utilizado para exprimir o tipo 
de material ou técnica empregada em cabos elétricos, por exemplo, isolação em 
PVC. Já o termo isolamento diz respeito à parte quantitativa do isolante, por 
exemplo, cabo com isolamento para 750V. 
 
 
21 
As tensões de isolamento dos cabos são padronizadas, segundo a norma 
NBR 6251, da seguinte maneira: 0,6/1 – 1,8/3 – 3,6/6 – 6/10 – 8,7/15 – 12/20 – 
15/25 – 20/35 kV, sendo que o primeiro valor diz respeito à tensão entre fase e 
terra e o segundo valor, à tensão entre duas fases. Por exemplo, um cabo 
identificado como 1,8/3 kV estará isolado para tensão de fase de 1,8 kV e para 
uma tensão de linha de 3 kV. 
Um condutor carregado produz um campo elétrico, cuja intensidade reduz 
com a distância. Desse modo, o dimensionamento da isolação deve ser feito de 
modo que o potencial elétrico na superfície externa do cabo seja nulo, conforme 
mostra a Figura 10. 
Figura 10 – Distribuição do campo elétrico na isolação de um cabo elétrico 
 
Fonte: adaptado de Mamede Filho, 2013. 
Até meados de 1950, a isolação de alguns cabos era feita com papel 
impregnado com óleo isolante. Desde então, a isolação de condutores elétricos 
passou a ser feita com materiais termoplásticos ou termofixos. 
3.2.1 Materiais termoplásticos e termofixos 
O cloreto de polivinila, popularmente chamado de PVC, tem a 
característica de amolecer com o acréscimo da temperatura, tendendo a se 
liquefazer acima dos 120ºC. A isolação em PVC para condutores elétricos prevê 
a temperatura de até 70ºC (para operação normal) e até 90ºC (para operação 
em condições de sobrecarga de curta duração) para garantir o isolamento para 
tensões inferiores a 3,6/6 kV. O polietileno (PE) também é base para isolação de 
cabos com tensões de isolamento iguais ou superiores a 3,6/6 kV. 
 
 
22 
Os materiais termofixos são compostos por dois tipos distintos de 
materiais, que resultam numa isolação mais resistente às temperaturas, 
podendo chegar a 105 °C em condições normais de operação. 
Dentre os termofixos, destacam-se o polietileno reticulado (XLPE) e a 
borracha etileno-propileno (EPR), que possuem ótimas características, se 
comparado aos termoplásticos, e permitem o uso em cabos de qualquer tensão 
de isolamento. O Quadro apresenta uma comparação entre algumas 
características desses isolantes, considerando aplicações com tensão de 
isolamento superiores a 3,6/6kV. 
Quadro 1 – Análise comparativa entre características dos materiais 
termoplásticos e termofixos 
Característica do Material 
Termoplásticos 
(PVC e PE) 
Polietileno 
reticulado 
(XLPE) 
Borracha etileno-
propileno (EPR) 
Rigidez dielétrica Ruim Excelente Excelente 
Perda dielétricas Ruim Boa Excelente 
Temperatura máxima admissível Ruim Excelente Excelente 
Flexibilidade Boa Regular Excelente 
Resistência ao envelhecimento Regular Boa Excelente 
Resistência à abrasão Boa Excelente Excelente 
Resistência à água Regular Excelente Excelente 
Classificação: Péssima, ruim, regular, boa e excelente. 
Fonte: Mamede Filho, 2013. 
3.3 Materiais magnéticos 
Como vimos anteriormente, os materiais paramagnéticos são aqueles 
que, sob a ação de um campo magnético, tendem a orientar os seus elétrons de 
modo que surge um campo magnético no interior do material. 
Nos materiais ferromagnéticos, por questão de natureza do material, não 
há uma compensação de spins, isso faz como que cada átomo possua um 
momento de dipolo grande. A interação entre os átomos promove o alinhamento 
desses momentos, que formam regiões macroscópicas do material com 
momento magnético forte, chamadas de domínios. No entanto, esses domínios 
mudam de posição no interior do material, de modo que o efeito geral é o 
cancelamento e o momento magnético será nulo. Entretanto, a ação de um 
 
 
23 
campo magnético externo tende a alinhar os domínios e o campo magnético 
interno aumenta bastante. Mesmo depois de retirado o campo externo, esses 
domínios tendem a se manter alinhados pelas forças dos seus vizinhos, 
conservando boa parte do campo magnético interno, chamado de magnetismo 
residual. 
A temperatura é um fator determinante no comportamento desses 
materiais, sendo que os únicos elementos que podem ser considerados 
ferromagnéticos à temperatura ambiente são o ferro, o níquel e o cobalto. Na 
indústria esses materiais nunca são utilizados no seu estado puro, e sim na 
forma de ligas. 
3.3.1 Liga ferro-silício 
A adição do silício ao ferro aumenta a sua resistividade, reduzindo as 
perdas por correntes de Foucault provocadas pela variação do fluxo magnético, 
diminuindo, assim, o envelhecimento do material. Por isso, a liga de ferro-silício 
é amplamente usada na confecção de núcleos laminados para transformadores 
e máquinas elétricas rotativas, em que a variação do fluxo é constante. 
3.3.2 Ímãs permanentes 
Um ímã permanente é caracterizado pelo seu elevado magnetismo 
residual, ainda que sofra variações de temperaturas e a ação de forças 
mecânicas. 
Existem muitas aplicações de ímãs na confecção de máquinas elétricas, 
porém, nas aplicações de grande porte, esses ímãs são substituídos por 
eletroímãs. Dentre os materiais utilizados para a fabricação de ímãs, está a 
ferrite, que é composta por uma mistura de óxidos metálicos compactados. 
Apesar de conter elementos metálicos, não se comporta como tal, pelo 
contrário, possui uma resistividade muita alta e se assemelha aos materiais 
cerâmicos. Os núcleos de ferrite são amplamente usados na confecção de 
indutores de alta frequência. 
3.4 Materiais semicondutores 
Os materiais semicondutores, para uso no setor elétrico, podem ser 
encontrados como matéria-prima para sistema de para-raios, também figuram 
 
 
24 
nos circuitos retificadores e inversores, na forma de chave e reforçando a 
isolação e blindagem de cabos elétricos. 
 3.4.1 Para-raios 
O carboneto de silício, ou carborundo, como é chamado, é um composto 
que varia de forma inversa à sua resistência elétrica em função da tensão 
aplicada, ou seja, a resistência diminui muito rapidamente com o aumento da 
tensão. Isso faz dele um resistor não linear e por isso sua aplicação típica é nos 
para-raios, o acréscimo abrupto da tensão causado por uma descarga 
atmosférica reduz drasticamente a resistência do material formando um caminho 
favorável às altas correntes até o solo. 
3.4.2 Estação conversora HVDC 
O termo HVDC é uma sigla do inglês para high-voltage direct current, que 
significa corrente contínua de alta tensão. Esse sistema é responsável por 
realizar a conversão da corrente alternada para corrente contínua, também 
chamada de retificação, logo após a geração na usina. 
Para longos trajetos, a corrente contínua se torna mais econômica que a 
alternada e por isso algumas linhas de transmissão adotam esse sistema. No 
final da transmissão é necessária uma nova conversão; desta vez, a de corrente 
contínua para alternada, conhecida como inversão, devolvendo as 
características necessárias para a conexão com a rede de distribuição. 
Nesses conversores são utilizados dispositivos semicondutores que 
fazem a função de interruptores controlados, um exemplo é o tiristor, que opera 
como uma chave eletrônica. Para suportar as altas tensões e as correntes que 
trafegam pela linha, é necessário fazer um arranjo de tiristores em série, 
chamado válvula de tiristores. 
Esse sistema está presente no setor elétrico brasileiro, mais 
precisamente, na usina hidrelétrica de Itaipu, e os númerosimpressionam. A 
linha tem um comprimento de aproximadamente 800km e conjunto completo 
utiliza 18.432 tiristores para processar a potência de 6.300MW. A linha possui 
dois bipolos, uma de +600kV e outro de -600kV, com corrente de 2.625A. 
3.4.3 Semicondutor como isolante 
 
 
25 
Cabos de média e alta tensão são do tipo encordoado, ou seja, possuem 
mais de um fio condutor em um arranjo espiralado. Se vemos um corte 
transversal desse tipo de cabo, é possível perceber que existem espaços vazios 
entre os fios e o seu contorno não é uma circunferência perfeita. 
Um condutor perfeitamente cilíndrico, quando aplicado uma tensão, tem 
um campo elétrico radial ao longo de toda a extensão do fio. A não uniformidade 
circular de um condutor encordoado causa uma distorção no campo elétrico 
interno, de modo que em alguns pontos haverá gradientes de tensão maiores 
que em outros pontos. Em tensões elevadas, o campo elétrico é mais intenso e, 
por conta dessas distorções, as linhas de campo acabam extrapolando a 
dimensão do isolante, favorecendo possíveis descargas (arcos) e/ou gerando 
danos à isolação. 
A aplicação de uma fita ou camada de material semicondutor envolvendo 
o condutor, tem a finalidade de confinar o campo elétrico e corrigir a distorção 
tornando-o radial e circular. Esse procedimento é chamado de blindagem 
eletrostática e é utilizado em cabos com tensão a partir de 1,8kV, entre fase e 
terra. 
Além de cabos, os semicondutores, quando são associados a outros 
materiais, interferem na resistividade. Por isso, muitas vezes assumem o papel 
de isolantes, ou melhor dizendo, têm a função de melhorar o isolamento em 
diversos outros equipamentos elétricos. 
TEMA 4 – NORMAS APLICADAS À ELETROTÉCNICA NO BRASIL 
A engenharia elétrica é uma ciência muito ampla, com aplicações de que 
vão de milionésimos até algumas centenas de milhares de volts. Para cada 
projeto, instalação, procedimento, testes, entre outros, existe uma normativa que 
define os parâmetros necessários para cada fim, sempre com foco na segurança 
das pessoas e das instalações. 
Muitas dessas normas são adotadas em todo o mundo. No setor elétrico, 
elas são propostas e posteriormente publicadas pela Comissão Eletrotécnica 
Internacional, do inglês International Electrotechnical Commission (IEC). 
Algumas normas requerem adaptações, pois não se aplicam ao nosso 
país devido a política, clima, geografia, entre outros, por isso foi criada a 
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que organiza e publica as 
normas brasileiras (NBR). 
 
 
26 
Sendo assim, abaixo veremos algumas das normas mais utilizadas na 
Eletrotécnica, mais especificamente nas instalações elétricas de baixa, média e 
alta tensão. 
4.1 ABNT NBR 5456: eletricidade geral – terminologia 
Para o estudo da eletricidade, é necessário se conhecer termos técnicos, 
siglas, símbolos e abreviaturas que representam as grandezas físicas da 
eletricidade. Esta norma define termos de matemática, aplicados ao estudo dos 
circuitos elétricos, bem como termos de física geral (não elétricos). Ainda são 
apresentados termos de química, relacionados ao estudo de eletricidade, 
eletromagnetismo, ondas, além de termos gerais de tecnologia elétrica. 
4.2 ABNT NBR 5410: Instalações Elétricas de Baixa Tensão 
Essa norma está em vigor desde 2004, tendo sua última alteração em 
2008, e trata das instalações elétricas de baixa tensão, ou seja, aquelas que 
estão abaixo de 1000 volts para circuitos de corrente alternada ou 1500 volts em 
corrente contínua. 
Ela fala das prescrições sobre o projeto, execução, manutenção e 
verificação dessas instalações, sobre a escolha de materiais, dispositivos de 
proteção e da periodicidade das manutenções. Esta norma é o principal guia 
para a maioria das instalações prediais, comerciais e industriais. 
4.3 ABNT NBR 14039: Instalações Elétricas de Média Tensão 1,0kV a 
36,2kV 
Se as instalações superam o valor de 1kV, esta é a norma que precisa ser 
seguida. Assim como na NBR 5410, esta norma aborda os requisitos mínimos 
que garantem o bom dimensionamento e segurança nesse tipo de instalação. 
A NBR 14039 foi publicada pela primeira vez em 1998 e sua última 
alteração foi em 2005, versão que está em vigor desde então. 
Essa norma substituiu a antiga norma ABNT NBR NB 79 – Execução das 
Instalações Elétricas de Alta Tensão, que previa instalações de 0,6kV a 15kV e 
esteve em vigor até 1996. Seu principal alvo é o sistema de geração, transmissão 
e distribuição de energia elétrica, exceto as instalações das concessionárias de 
 
 
27 
energia do país, que restringem o uso e controle apenas aos profissionais 
contratados. 
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) disponibiliza, na sua 
página da internet, um catálogo referencial com padrões para a construção de 
subestações, linhas e redes de distribuição de energia elétrica. 
4.4 ABNT NBR 5419: Proteção Contra Descargas Atmosféricas 
Derivada da norma internacional IEC 62305, esta passou por uma 
atualização em 2015 e trata do projeto, execução, manutenção e verificação dos 
sistemas que compõem a proteção contra descargas atmosféricas, também 
conhecidos popularmente como para-raios. 
Essa norma está dividida em 4 partes, sendo: 
 Parte 1: Princípios gerais. 
 Parte 2: Gerenciamento de risco. 
 Parte 3: Danos físicos à estrutura e perigo à vida. 
 Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura. 
4.5 NR 10: Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade 
Apesar de ser uma norma regulamentadora na área da segurança do 
trabalho, está intimamente ligada aos profissionais do setor elétrico. Essa norma 
teve origem em 1978 e, em 2004, foi completamente reformulada, tendo sua 
última revisão em 2016. 
É aplicada para todo profissional que direta ou indiretamente trabalha com 
eletricidade, por isso, é muito comum que empresas, escolas técnicas e 
universidades ofereçam cursos e treinamentos de capacitação para a NR 10. 
4.6 ABNT NBR IEC 60335-2-76: Aparelhos Eletrodomésticos e Aparelhos 
Elétricos Similares 
Esta norma internacional é dividida em diversas partes, sendo que a 
parte 2 item 76, descreve os requisitos específicos para garantir a segurança dos 
sistemas eletrificadores de cerca (cerca elétrica). 
Além das citadas, a ABNT tem no seu catálogo quase mil normas que se 
aplicam ao setor elétrico; dentre elas é possível encontrar vocabulários técnicos 
 
 
28 
e terminologias, especificações técnicas para a construção e dimensionamento 
de dispositivos e equipamentos elétricos e eletrônicos, procedimentos para 
ensaios e manobras, e muito mais. 
TEMA 5 – CRITÉRIOS E PARÂMETROS PARA MATERIAIS UTILIZADOS EM 
EQUIPAMENTOS E ESTRUTURAS DE ELETROTÉCNICA 
A seleção dos materiais para uso na eletrotécnica é uma grande 
responsabilidade, pois o projetista precisa estar certo de que não haverá 
situações que exponham pessoas e animais ao risco de um acidente de origem 
elétrica. Além da segurança, a eficiência das instalações também deve ser obtida 
e para isso vamos estudar aqui alguns parâmetros que auxiliarão na escolha dos 
materiais para uso em estruturas e equipamentos da eletrotécnica. 
5.1 Ensaios 
Para praticamente todas as aplicações que envolvem os materiais e os 
equipamentos elétricos, a ABNT tem uma norma que regulamenta os 
procedimentos corretos. Os ensaios são essenciais, tanto para os fabricantes 
quanto os usuários desses equipamentos, por isso vamos estudar os principais 
ensaios que nos ajudarão na escolha de um equipamento. 
5.1.1 Ensaio de tipo 
Em instalações de grande porte, é comum a encomenda de determinados 
produtos, por não haver itens de série para uma aplicação específica. 
Esses ensaios são, geralmente, feitos por fabricantes que necessitam 
testar se um determinado tipo ou modelo de equipamento é capaz de funcionar 
de forma satisfatória nas condições especificadas pelo comprador ou projeto.Esse tipo de ensaio é também chamado de ensaio de protótipo. Nos casos 
em que já existe um protótipo aprovado pelo comprador ou por um órgão oficial, 
alguns desses ensaios podem ser dispensados. 
5.1.2 Ensaio de rotina 
A aprovação de um protótipo não o isenta de testes contínuos. Esse tipo 
de ensaio é usado para garantir a qualidade e comprovar continuamente os 
 
 
29 
métodos e os materiais utilizados na fabricação do equipamento em questão. Os 
testes variam de acordo com o equipamento, mas podem ser do tipo inspeção 
visual, variação de temperatura, resistência mecânica, simulação de 
intempéries, entre outros. 
5.1.3 Ensaio de recebimento 
Para muitos produtos do nosso cotidiano, os ensaios anteriores renderiam 
um selo ou certificado de aprovação, que permitiria a comercialização sem 
restrições, mas, no setor elétrico, isso pode ser pouco. Algumas aplicações 
exigem o máximo dos equipamentos e pode oferecer risco aos seus usuários, 
por isso é preciso se certificar de que está comprando algo realmente seguro. 
Alguns compradores podem solicitar que sejam feitos todos os ensaios, 
de tipo e de rotina, na presença de um inspetor enviado por eles. Esses ensaios 
são feitos de amostras do lote que está sendo comprado e antes do embarque 
para o transporte. 
5.2 Local da instalação 
O ambiente em que está acondicionada a instalação pode ser 
determinante para a escolha do melhor equipamento. Podemos citar como 
exemplos locais úmidos, subterrâneos, poluídos ou sob a ação de agentes 
químicos, sujeitos a interferências eletromagnéticas, dentre outras situações. 
Como não é possível citar exemplos para todas as situações de criticidade com 
relação ao local, vamos estudar um caso que abrange uma grande parte do 
nosso país, o litoral. 
A região litorânea é uma área de alta degradação de cabos e estruturas 
elétricas, devido à oxidação provocada pela maresia e à alta umidade. 
Tanto o alumínio quanto o cobre são indicados para instalações com a 
presença de água doce, pois a oxidação nesses casos é desprezível. Já a água 
salgada altera as propriedades do ar na região litorânea e funciona como um 
eletrólito, favorecendo as reações desses materiais. 
Apesar dos cabos de alumínio permitirem uma capa protetora, o maior 
problema está nas conexões. No local onde é feito o contato do cobre com o 
alumínio, como terminais, barramentos e outros elementos, ocorre a formação 
de uma camada de óxido de alumínio, popularmente chamada de zinabre, 
 
 
30 
comum em baterias automotivas. Esse processo provoca uma acelerada 
deterioração do alumínio, causando aquecimento e destruição da conexão; por 
isso, nas regiões próximas à orla marítima, o material mais utilizado para os 
condutores é o cobre. 
5.3 Seleção dos materiais 
Como cada aplicação exige materiais diferentes, não existe um 
procedimento padrão para a escolha deles, mas é possível se basear em alguns 
tópicos gerais que servem como um ponto de partida para a seleção. É 
fundamental conhecer as condições de operação desse material e verificar se 
suas propriedades condizem com as necessidades; também se deve considerar 
possíveis alterações dessas condições e estimar as consequências para 
operação fora dos parâmetros normais. 
Para se certificar de que está realizando a escolha ideal, relacione os 
materiais que atendem aos critérios do projeto e então elimine aqueles que se 
mostrarem inferiores ou inadequados com relação às propriedades, como 
resistência à corrosão, fraturas, desgaste, ou ainda, alto custo e disponibilidade. 
Se, eventualmente, após realizar os filtros de seleção, os materiais 
restantes não atenderem os requisitos, ainda há algumas sugestões que podem 
criar a situação favorável, como: realizar modificações no material, ou seja, 
submetê-lo a processos químicos ou térmicos para atender aos critérios; mudar 
o ambiente no qual será utilizado o material, ou, ainda, produzir uma liga que 
possua as características ideais para a aplicação. A escolha desses materiais é 
fundamental para garantir a segurança, tanto das instalações quanto das 
pessoas que a utilizam. 
FINALIZANDO 
É impressionante a capacidade do ser humano de explorar a natureza e 
extrair dela os recursos para a nossa existência. De materiais elementares da 
tabela periódica a equipamentos de alta complexidade, são muitas as formas de 
recombinar esses elementos e obter os resultados de que precisamos. 
Nesta aula, vimos a importância de escolher adequadamente os materiais 
que serão usados, de acordo com a finalidade. Também foram apresentados 
alguns princípios e aplicações de materiais utilizados em equipamentos elétricos, 
 
 
31 
mais especificamente nas instalações para o sistema de geração, transmissão e 
distribuição de energia elétrica. 
Nas próximas aulas, serão apresentados alguns desses materiais já 
aplicados em alguns equipamentos e também os métodos de utilização e o 
dimensionamento desses materias. 
Bons estudos! 
 
 
 
32 
REFERÊNCIAS 
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Estatístico ABRACOPEL, 2019. 
CALLISTER JR., W. D.; RETHWISCH, D. G. (Ed.). Ciência e engenharia dos 
materiais: uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 
HAYT, W.; BUCK, J. Eletromagnetismo. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
MAMEDE FILHO, J. Manual de equipamentos elétricos. 4. ed. Rio de Janeiro: 
LTC, 2013. 
REZENDE, E. da M. Materiais usados em eletrotécnica. Rio de Janeiro: 
Interciência, 1977. 
SERRA, E. T. Análise de falhas em materiais utilizados no setor elétrico: 
seleção de casos. Rio de Janeiro: Interciência, 2015.