Aula 19 Terminologia Fios e Cabos (4)

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Aula 19 – Volume II – Terminologia dos 
Fios e Cabos
TECNOLOGIA DOS MATERIAIS – EL416
Terminologia
Condutor
◦ Denominação genérica de elementos metálicos, geralmente de forma 
cilíndrica com a função específica de transmitir energia e sinais elétricos.
Fio
◦ Produto metálico de qualquer seção maciça, de comprimento maior do que 
a maior dimensão da seção transversal:
◦ o fio é um corpo metálico de metal estirado, usualmente de forma cilíndrica e seção circular, 
com ou sem isolação.
◦ Podem ser usados diretamente como condutores elétricos ou podem ser 
produtos semi-acabados para fabricação de cabos.
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Cabo: 
◦ este termo serve para designar um conjunto de fios encordoados, 
não isolados entre si, com ou sem isolação externa:
◦ maior flexibilidade;
◦ os cabos podem ser:
◦ unipolares;
◦ multipolares;
◦ condutores encordoados: 
◦ constituído por um conjunto de fios dispostos helicoidalmente, não isolados entre si.
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Terminologia
Cordão:
◦ conjunto de condutores isolados de 
pequena seção e construção flexível 
e cujos fios são dispostos 
paralelamente ou torcidos 
helicoidalmente;
◦ são utilizados nas ligas de aparelhos 
eletrodomésticos, pequenos 
motores, ferramentas de oficina:
◦ cabinhos.
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Terminologia
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Terminologia
Cabos multiplexados:
• são constituídos por vários 
fios ou cabos unipolares 
reunidos, sem cobertura 
comum;
• são ditos auto-sustentados
quando possuem um cabo de 
aço sem cobertura que 
desempenha a função 
mecânica.
Condutor compactado:
◦ é um condutor encordoado e calandrado de forma a ficarem praticamente 
eliminados os vazios entre os fios componentes;
◦ reduz o diâmetro externo e torna mais uniforme a superfície externa:
◦ perda de flexibilidade.
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Terminologia
Famílias de fios e cabos
Fios e cabos e outros condutores comerciais para transmissão de 
energia.
Fios e cabos de controle:
◦ controle de sistemas e equipamentos.
Fios magnéticos:
◦ para enrolamentos de máquinas girantes, transformadores, relés, bobinas, 
indutores, etc.
Fios e cabos para telecomunicações.
Fios, cabos e outros condutores para aplicações especiais:
◦ indústria automobilística, aeronáutica, naval, aeroespacial, 
ferroviária, off-shore, teleinformática, etc.
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Condições para condutores
Propriedades físicas :
◦ a mais importante é a leveza, visando a redução das cargas mecânicas nos 
apoios.
Propriedades térmicas: 
◦ capacidade calorífica elevada e boa condutividade térmica para uma melhor 
e mais rápida dissipação com o meio ambiente do calor gerado pelo efeito 
Joule.
Propriedades químicas:
◦ boa resistência à ação dos agentes atmosféricos:
◦ ar, água, gases, etc.
◦ e aos reagentes químicos:
◦ ácidos, bases e sais.
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Propriedades mecânicas:
◦ alta resistência:
◦ tração;
◦ flexão;
◦ choque.
◦ deve ser bem dúctil e maleável.
Propriedades elétricas:
◦ resistividade a mais baixa quanto possível para uma redução do 
efeito joule e da queda de tensão.
É necessário considerar a natureza econômica: 
◦ o material deve apresentar boas condições de oferta comercial.
Condutores mais usados: 
◦ cobre e alumínio e suas respectivas ligas com outros metais.
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Condições para condutores
Isolação e isolamento
A palavra isolação se refere ao material ou ao conjunto de materiais isolantes 
utilizados para isolar eletricamente.
Tem sentido estritamente qualitativo:
◦ exemplo: este fio tem isolação de PVC.
A palavra isolamento se refere ao conjunto de propriedades adquiridas por um 
corpo condutor, decorrentes de sua isolação.
Tem um sentido essencialmente quantitativo e seu emprego é associado à idéia 
de valor, que pode ser dado explicitamente:
◦ isolamento para baixa tensão.
Ou implicitamente:
◦ distância de isolamento, resistência de isolamento, etc.
Classificação dos fios/cabos quanto ao isolamento ou classe de isolamento:
◦ baixa tensão (BT) – até 0,6/1,0kV;
◦ média tensão (MT) – 1,8/3kV até 27/35kV;
◦ alta tensão (AT) – acima de 69kV.
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Tabelas usuais de fios e cabos
Fios e cabos são caracterizados por sua seção nominal:
◦ seção do fio corresponde à seção transversal do fio;
◦ seção de um cabo formado por “n” fios corresponde à soma das seções dos 
fios;
◦ a seção se refere apenas à parte condutora, sem considerar isolação ou 
camada protetora.
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Tabelas usuais de fios e cabos
A mais antiga, já abandonada é a AWG/CM:
◦ American Wire Gauge/Circular Mil
◦ os diâmetros são expressos em mil:
◦ 1mil = milésimo de polegada americana;
◦ a área é expressa em Circular Mil:
◦ área de um círculo de 1mil de diâmetro;
◦ 1mm2 = 1.973,5CM  aproximadamente 2000CM;
◦ obedece a uma progressão geométrica:
◦ razão é 1,1229322;
◦ seções superiores ao cabo 4/0 são ainda expressas em CM.
A série métrica que está atualmente em vigor é a aprovada pela IEC:
◦ as seções dos condutores são expressas em mm2, a partir das séries 
matemáticas conhecidas como séries de Renard;
◦ variam de 0,5mm2 a 1.000mm2.
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A fórmula para calcular o circular mil para qualquer calibre AWG (American 
Wire Gauge) é a seguinte. An representa a área circular mil para a dimensão 
AWG “n”.
Por exemplo, um fio calibre 12 AWG usaria n = 12; e o resultado calculado 
seria 6530 circulares mils.
Os tamanhos com múltiplos de zero são sucessivamente maiores do que o 
tamanho de calibre 0 e podem ser indicados usando "número de zeros / 0"; 
Por exemplo 4/0 para o calibre 0000. Para um tamanho de fio m / 0 AWG, 
use: n = - (m - 1) = 1 - m na fórmula acima.
Por exemplo, o calibre 0000 ou o calibre 4/0, usariam n = -3; E o resultado 
calculado seria 211,600 circulares mils.
 
2
39
36
925 








n
nA
Escala AWG e métrica
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Observação: (*) a capacidade de corrente está sempre associada a condições ambientais 
presentes (temperatura ambiente, velocidade do vento, incidência solar, etc. e estado do condutor) 
Escala AWG e métrica
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Apresentação dos fios e cabos
Nus:
◦ não possuem qualquer revestimento ou camada protetora de material 
isolante.
Isolados:
◦ possuem algum tipo de revestimento ou camada protetora de isolação.
A isolação é a parte que mais influencia na escolha do tipo de um fio ou 
cabo a ser especificado para um sistema elétrico, quer seja pelas suas 
características elétricas, mecânicas e químicas requeridas para o 
material dielétrico, quer seja pelas condições de instalação (aéreas, 
subterrâneas, eletrodutos, etc.), quer seja pelo aspecto econômico. 
Os materiais isolantes usados para fios e cabos podem ser:
◦ dielétricos estratificados;
◦ dielétricos sólidos.
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Dielétricos estratificados
A palavra “estratificado” deriva do latim:
◦ significa “camada”.
Significa estar disposto em camadas:
◦ Dielétricos estratificados são constituídos por fitas de papel ou 
de outro material isolante laminado, aplicados helicoidalmente 
firmemente sobre o condutor, sob a forma de sucessivas 
camadas.
O papel ou produto laminado é impregnado com óleo 
isolante ou com outro fluido impregnante adequado e 
revestido por uma capa isolante protetora:
◦ evita a fuga do fluido isolante, e
◦ penetração da umidade.
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Dielétricos estratificados
Os cabos assim constituídos são largamente utilizados:
◦ óleo impregnante pode ser aplicado sem ou com pressão.
No primeiro caso seu uso é limitado até 25 kV e apresenta os seguintes 
inconvenientes:
◦ são muito pesados e pouco flexíveis;
◦ limitações de uso quanto a desníveis ao longo da rota:
◦ migração do óleo;
◦ custo elevado.
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Dielétricos estratificados
Para tensões superiores a 25 kV e até 350/400 kV se usam dispositivos 
especiais:◦ mantêm o cabo à baixa ou alta pressão do óleo impregnante e também de 
gases inertes (tais como nitrogênio) no interior do cabo.
São soluções caras e sofisticadas, cuja adoção dependerá da 
importância das instalações elétricas onde serão aplicadas.
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Exemplo de cabo de 
230kv com isolação 
de XLPE com 
bainha de alumínio.
Dielétricos estratificados
Cabo OF:
◦ cabo isolado com papel estratificado, impregnado com óleo fluido à baixa 
pressão.
Cabo à gás:
◦ igualmente isolado com papel impregnado de mistura especial, cujo 
dielétrico contém nitrogênio a alta pressão (14 atm).
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Dielétricos estratificados
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Dielétricos sólidos
São polímeros aplicados diretamente sobre o condutor ou sobre 
a blindagem por extrusão.
Classificação em função do comportamento térmico e mecânico:
◦ Termoplásticos:
◦ quando submetidos a uma elevação de temperatura amolecem, perdem 
suas características mecânicas e retornam ao seu estado de fluidez e 
plasticidade originais:
◦ material reciclável;
◦ polietileno linear (PE), cloreto de polivinila (PVC);
◦ Termofixos:
◦ mantêm-se estáveis a temperaturas mais elevadas;
◦ a temperaturas acima do limite admissível se carboniza sem sofrer 
amolecimento;
◦ polietileno reciclado (XLPE), borracha etileno-propileno (EPR).
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Comportamento dos fios e cabos sob 
condições de fogo e incêndio
Construção de fios e cabos envolve emprego de materiais orgânicos em 
sua isolação:
◦ são materiais combustíveis;
◦ conferem aos fios e cabos uma perigosa característica de elemento 
propagador de fogo durante ocorrência de incêndios.
Quando submetidos à ação do fogo, fios e cabos são classificados em 
quatro grandes grupos:
◦ propagador de chama;
◦ não propagador de chama;
◦ resistente à chama;
◦ resistente ao fogo.
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Propagador de chama:
◦ o fio/cabo quando submetido à ação direta de uma chama, 
mesmo por curto intervalo de tempo, entra em combustão e a 
mantém após a retirada da chama ativadora;
◦ podem contribuir para o desenvolvimento e propagação de 
incêndios:
◦ XLPE e EPR.
Não propagador de chama:
◦ a chama se auto-extingue após cessar a causa ativadora da 
mesma;
◦ depende do tempo de exposição à chama, intensidade da 
chama, quantidade de condutores agrupados, etc.:
◦ PVC e neoprene.
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Comportamento dos fios e cabos sob 
condições de fogo e incêndio
Resistente à chama:
◦ a chama não se propaga mesmo em casos de exposição prolongada:
◦ PVC aditivado e condutores isolados de cobre com PVC.
Resistente ao fogo:
◦ tem a característica de permitir e manter um circuito em funcionamento em 
presença de incêndio;
◦ exposição à chama direta: 750 0C por 3 horas;
◦ são recomendados para circuitos de máxima segurança.
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Comportamento dos fios e cabos sob 
condições de fogo e incêndio
Aspectos construtivos dos cabos de força
Condutor 
Primeira camada semicondutora: 
◦ blindagem do condutor.
Isolação 
Segunda camada semicondutora:
◦ blindagem da isolação.
Blindagem de cobre
Armação 
Cobertura 
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Blindagem dos condutores 
Nos casos dos cabos de média e alta tensão o condutor central é 
revestido com uma camada de material condutor não metálico 
(também chamado de primeira camada semicondutora):
◦ principais finalidades:
◦ dar uma forma perfeitamente cilíndrica ao condutor;
◦ prover uma distribuição radial e simétrica do campo;
◦ eliminar os espaços vazios entre o condutor e a isolação.
Observações:
◦ a denominação de material semicondutor não é muito adequada, 
mas consagrada pela literatura técnica;
◦ se trata de um material com uma resistência de isolamento muito 
baixa (próxima a zero);
◦ se utiliza um tipo de papel carvão, proveniente da Itália.
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Blindagem da isolação
Igualmente nos cabos de média e alta tensão, se aplica sobre a 
isolação uma blindagem que também é constituída de uma 
camada de material semicondutor.
Na maioria dos casos, também por uma camada de material 
condutor, constituído de fitas e fios de cobre.
Principais funções da blindagem da isolação:
◦ prover uma distribuição radial e 
simétrica do campo elétrico;
◦ proporcionar uma capacitância 
uniforme entre o condutor e a 
terra;
◦ escoamento de correntes de 
fuga, induzidas e de curto-circuito.
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Armação
Para cabos que sofram esforços mecânicos:
◦ Uso de proteção metálica:
◦ fitas planas de aço galvanizado;
◦ fitas de aço corrugadas e intertravadas:
◦ cabos submetidos a esforços radiais:
◦ enterrados a pouca profundidade;
◦ sem grande perda de flexibilidade;
◦ fios de aço galvanizado;
◦ tranças de fios de aço, de nylon ou de algodão:
◦ cabos submetidos a esforços longitudinais:
◦ cabos submarinos;
◦ cabos instalados na vertical;
◦ ata resistência à tração:
◦ elevado grau de flexibilidade.
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Cobertura
Componente do cabo que terá maior contato com as condições 
ambientais.
Tem função de dar proteção ao núcleo do cabo durante instalação e 
vida útil.
Deve ser mecânica e quimicamente compatível com as condições 
ambientais do local onde o cabo será instalado.
Requisitos:
◦ impermeabilidade;
◦ resistência à abrasão e ao impacto;
◦ estabilidade térmica;
◦ flexibilidade;
◦ resistência aos ataques dos agentes químicos e atmosféricos.
Principais materiais:
◦ PVC, polietileno linear (PE), neoprene, chumbo.
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Fabricação
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Exemplos
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Tema da próxima aula
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Cabos (27)
Contatos elétricos (28)
Lembrete: responder às questões formuladas ao final dos capítulos.