Ciência dos Materiais ELETRICO

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Ciência e Tecnologia dos 
Materiais Elétricos 
Aula 2
Prof. Clebes André da Silva
Capítulo 1
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS USADOS EM 
ENGENHARIA
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1.4 Propriedades Físicas
1.4.1 Massa Específica
Onde, 
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1.4 Propriedades Físicas
1.4.2 Densidade
• Relação entre peso da substância e peso de igual volume;
• Representa o nº de vezes que uma substância é mais pesada que a 
água;
• Adimensional;
Massa específica da água = 1g/cm³
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1.5 Propriedades Mecânicas
• Medidas pelo comportamento dos materiais quando submetidos à 
força;
• Determinadas pelas deformações; 
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1.5 Propriedades Mecânicas
1.5.1 Resistência Mecânica
Medida da oposição que um material oferece quando submetido a 
tensões de: 
• Tração
• Compressão
• Cisalhamento
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1.5 Propriedades Mecânicas
1.5.2 Elasticidade
a) Região A-B : Deformação Elástica
• Ponto B: limite máximo de tensão que o material suporta sem 
sofrer deformações permanentes – Limite Elástico;
• Lei de Hooke
“Para pequenas deformações, a tensão é proporcional à deformação.”
Tração
Módulo de Young
Deformação
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1.5 Propriedades Mecânicas
1.5.2 Elasticidade
b) Região B-E : Deformação Plástica
• Entre B-C: aumento da deformação sem aumento da tensão –
Escoamento (contração lateral);
• Entre C-E: ganho de resistência do material – Encruamento
• Entre D-E: redução da área de secção transversal imediatamente 
antes da ruptura – Estricção;
• Ponto D: Ruptura
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1.5 Propriedades Mecânicas
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1.5 Propriedades Mecânicas
1.5.3 Maleabilidade e Ductibilidade
Maleabilidade ou plasticidade: 
• Capacidade do material de sofrer deformações permanentes em determinadas
direções sem ruptura e com pouco gasto de energia.
• Capacidade do material se reduzir em barras e chapas.
Ductibilidade:
• deformação plástica total até o ponto de ruptura.
• Alongamento ou redução na seção reta do corpo imediatamente antes da ruptura –
Estricção.
• Capacidade do material ser reduzido a fios.
Exemplos:
Argila boa maleabilidade, pequena ductibilidade
Ouro é mais ductil e maleável que o cobre ou o alumínio
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1.5 Propriedades Mecânicas
1.5.4 Dureza e Tenacidade
Dureza
• Resistência do material à penetração ou de ser riscado;
• EscalaBrinell de dureza (BNH): índice de medida da dureza, calculado a partir da área
de penetração de uma bilha no material.
Tenacidade:
• Capacidade do material resistir a grandes tensões juntamente com grandes
deformações, sem ruptura, ou ainda, a resistência que os corpos opõem ao choque.
• Pode ser representada pela área sob a curva tensão X deformação.
Exemplos:
 Vidro e diamante são duros e pouco tenases
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.1 Dilatação Térmica
TEMPERATURA AGITAÇÃO DAS PARTÍCULAS
• Capacidade do matéria) em alterar suas dimensões físicas, quando o mesmo é 
submetido a uma variação de temperatura.
• Dilatação é sempre volumétrica;
• Coeficiente de Dilatação pode ser:
- Linear
- Superficial
- Volumétrico
Variação da temperatura
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.1 Dilatação Térmica
Aplicações:
• Estudo de linhas de transmissão
• União e junção de materiais diferentes 
(bimetais);
** Avaliação da dilatação diferencial 
(curvatura sofrida pelo material devido à 
diferente dilatação entre os dois metais).
.
Coeficientes de dilatação de alguns materiais
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.1 Dilatação Térmica
Observações
1) Considere um buraco em um corpo sólido.
• Quando esse corpo sólido se dilata o buraco aumenta como se também fosse 
um corpo sólido.
2) A água se contrai com a redução da temperatura até 4 graus (α positivo)
• Abaixo de 4 graus a agua se dilata (α negativo)
• Massa específica do gelo: 0,91 𝑔𝑔
𝑐𝑐𝑚𝑚3
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.2 Condutividade Térmica
• Transferência de energia térmica da maior temperatura para a menor
temperatura.
K: condutividade térmica do material
Q (cal): quantidade de calor
A (𝑐𝑐𝑚𝑚3): área
l (𝑐𝑐𝑚𝑚 ): comprimento
∆𝑇𝑇(℃): diferença de temperatura
t(s): tempo
𝜙𝜙 = 𝑄𝑄
𝑡𝑡
(𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐/𝑠𝑠) : fluxo de calor ou corrente térmica
𝑅𝑅𝛾𝛾 = 𝑙𝑙𝐾𝐾.𝐴𝐴 ℃. 𝑠𝑠/𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 : resistência térmica da amostra
∆𝑇𝑇 = 𝑅𝑅𝛾𝛾 .𝜙𝜙 relação similar à Lei de Ohm da eletricidade (V=R.I) 
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.2 Condutividade Térmica
• Quanto mais coesa a estrutura do material, melhor será a condução de 
calor.
Aplicações:
- Bons condutores: dissipadores
- Maus condutores: isolantes
A própria condutividade térmica depende da temperatura naquele momento
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.3 Calor Específico
• temperatura não mede a quantidade de energia térmica do corpo;
• Energia térmica de um corpo depende:
• Temperatura;
• Massa;
• Tipo de material;
Calor Específico (c): mede a capacidade de um corpo em absorver calor.
• Depende do material e não da massa;
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1.6 Propriedades Térmicas
1.6.3 Calor Específico
 Calor específico baixo: “aquece fácil”
 Calor específico alto: “difícil de aquecer”
valores médios do calor específico de alguns materiais para temperaturas entre O e 100 °C.
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1.7 Propriedades Químicas
1.7.1 Radiação
Na engenharia preocupa-se com os efeitos da radiação nos materiais.
Efeitos:
• Ruptura de ligações existentes;
• Rearranjo dos átomos em novas estruturas;
Exemplo:
• Reatores nucleares
• Materiais poliméricos em lacres de medidores
de energia (radiação UV)
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1.7 Propriedades Químicas
1.7.2 Oxidação
• Termo: perda de elétrons.
• Quando um elemento ou substânica se combina com oxigênio perde-se 
elétrons.
Pode ocorrer em 3 circunstâncias:
1. quando se adiciona oxigênio à substância,
2. quando uma substância perde hidrogênio ou
3. quando a substância perde elétrons.
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1.7 Propriedades Químicas
1.7.3 Corrosão
• Transformação de um material pela sua interação química ou 
eletroquímica num determinado meio de exposição.
• Metais em geral (exceto os nobres) apresentam tendência a se
combinarem com metaloides.
• Oxigênio é o metalóide de maior atuação
• Corrosão produz óxidos e hidróxidos na superfície dos materiais.
Tipos de Corrosão:
1. Corrosão por dissolução: material em contato com solvente.
Ex: ácido sulfúrico em contato com zinco.
2. Corrosão por oxidação eletroquímica: remoção de elétrons do material submerso no 
meio favorável à reação.
Ex: Oxidação do ferro pela umidade que leva à formação do hidróxido
férrico (ferrugem).
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	1.5 Propriedades Mecânicas
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	1.6 Propriedades Térmicas
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	1.7 Propriedades Químicas
	1.7 Propriedades Químicas
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