Apostila_Basilides_Materiais_Eletricos

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AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 1
EElleettrroottééccnniiccaa
MMaatteerriiaaiiss EEllééttrriiccooss
11°° mmóódduulloo
EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 2
MMAATTEERRIIAAIISS EELLÉÉTTRRIICCOOSS
ÍÍnnddiiccee
AApprreesseennttaaççããoo ppáággiinnaa 0033
MMoovviimmeennttoo ddee ccaarrggaa eellééttrriiccaa ppáággiinnaa 0033
CCoonndduuttoorreess ppáággiinnaa 0044
CCllaassssiiffiiccaaççããoo ggeerraall ddooss mmaatteerriiaaiiss eellééttrriiccooss ppáággiinnaa 0044
CCoonndduuttiivviiddaaddee ppáággiinnaa 0055
EExxeemmppllooss pprrááttiiccooss ppáággiinnaass 0055//0066//0077
CCooeeffiicciieennttee ddee tteemmppeerraattuurraa ppáággiinnaa 0088
EExxeemmppllooss pprrááttiiccooss ppáággiinnaa 0088//0099//1100
CCoonndduuttiivviiddaaddee TTéérrmmiiccaa (( AAmmppaacciiddaaddee )) ppáággiinnaa 1100
TTeennssããoo ddee ccoonnttaattoo ee ffoorrççaa tteerrmmoo--eellééttrriiccaa nnooss mmeettaaiiss (( sséérriiee ggaallvvaanniiccaa )) ppáággiinnaa 1100
MMaatteerriiaaiiss ccoonndduuttoorreess ddee eelleevvaaddaa ccoonndduuttiivviiddaaddee ee ddee eelleevvaaddaa rreessiissttiivviiddaaddee.. ppáággiinnaa 1111
MMaatteerriiaaiiss ddee eelleevvaaddaa ccoonndduuttiivviiddaaddee eellééttrriiccaa ppáággiinnaa 1111
OO ccoobbrree ppáággiinnaa 1111//1122
PPrriinncciippaaiiss lliiggaass ddee ccoobbrree ppáággiinnaa 1122
OO aalluummíínniioo ppáággiinnaa 1122//1133
EExxeemmppllooss pprrááttiiccooss ppáággiinnaa 1133//1144
CCoommppaarraaççããoo eennttrree aass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ffííssiiccaass ddoo ccoobbrree ee oo aalluummíínniioo ppáággiinnaa 1155
OOxxiiddaaççããoo ddoo aalluummíínniioo ppáággiinnaa 1155
PPrriinncciippaaiiss AApplliiccaaççõõeess ddoo aalluummíínniioo ppáággiinnaa 1155
AAllgguummaass lliiggaass ddee aalluummíínniioo ppáággiinnaass 1166
CCoonnssiiddeerraaççõõeess ppáággiinnaa 1166
OOss mmeettaaiiss uuttiilliizzaaddooss ccoommoo ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss ppáággiinnaa 1166
CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddooss CCaabbooss eellééttrriiccooss (( ccoobbrree ee aalluummíínniioo )) ppáággiinnaa 1166
AA fflleexxiibbiilliiddaaddee ddooss ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss ppáággiinnaa 1177//1188
 CCllaasssseess ddee eennccoorrddooaammeennttoo ddee ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss ccoonnffoorrmmee aa NNBBRR 66888800 ppáággiinnaass 1188//1199
CChhuummbboo (( PPbb )) ppáággiinnaa 1199//2200
EEssttaannhhoo (( SSnn )) ppáággiinnaa 2200
PPrraattaa (( AAgg )) ppáággiinnaa 2200
OOuurroo ((AAuu )) ppáággiinnaa 2211
PPllaattiinnaa (( PPtt )) ppáággiinnaass 2211//2222
MMeerrccúúrriioo (( HHgg )) ppáággiinnaa 2222
ZZiinnccoo (( ZZnn )) ppáággiinnaa 2222
CCááddmmiioo (( CCdd )) ppáággiinnaass 2233
NNííqquueell (( NNii )) ppáággiinnaa 2233//2244
CCrroommoo (( CCrr )) ppáággiinnaa 2244
TTuunnggssttêênniioo (( WW )) ppáággiinnaa 2244
MMaatteerriiaaiiss iissoollaanntteess (( ccoonntteeúúddoo ddee ppeessqquuiissaa )) ppáággiinnaass 2255 aa 3388
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MMaatteerriiaaiiss eellééttrriiccooss
Conhecimentos básicos de materiais empregados na construção de equipamentos elétricos e
eletrônicos, são indispensáveis à compreensão de como o homem conseguiu e vem conseguindo,
utilizar a eletricidade, presente na natureza, como a mais importante forma de energia para a realização
de trabalho.
Os materiais usados em eletricidade são classificados sob 2 aspectos:
a-) Elétricos
*Condutores ( qualquer sentido de corrente )
*Semicondutores ( somente um sentido de corrente )
*Isolantes ( não há sentido de corrente )
b-) Magnéticos ( fluxo magnético / Ligas de ferro )
*Ferromagnéticos ( Conduz fluxo em qualquer sentido )
*Diamagnético (conduz o fluxo num único sentido )
*Paramagnético ( não conduz fluxo magnético )
É importante salientar que não existem na natureza, nem condutores nem isolantes perfeitos, a
classificação destes materiais é um aspecto exclusivamente prático.
MMMooovvviiimmmeeennntttooo dddeee cccaaarrrgggaaa eeelllééétttrrriiicccaaa
Movimentos de átomos = ions / corrente ionica
 A condução da corrente elétrica pode ocorrer nos materiais sólidos líquidos e gasosos ( com condições
favoráveis ). Na pratica a maioria dos condutores são sólidos. No grupo dos líquidos podemos lembrar
dos metais em estado de fusão os eletrólitos e o caso particular do mercúrio, que se solidifica a –39ºC.
Quanto aos gases, apenas adquirem características condutoras quando submetidos a intensos campos
elétricos ( tensão ) ionizam-se formando um meio condutor chamado de plasma, tornando-se capaz de
conduzir correntes elétricas ( arco elétrico, lâmpadas de descarga ) entretanto, mesmo gases de origem
metálica não são usados na pratica como condutores.
OO ddeessllooccaammeennttoo ddee ccaarrggaass eellééttrriiccaass (( eellééttrroonnss ee iioonnss )) éé pprroovvooccaaddoo ppeellaa aapplliiccaaççããoo ddee
uummaa eenneerrggiiaa eexxtteerrnnaa qquuee ppooddee sseerr ddee oorriiggeemm eellééttrriiccaa,, qquuíímmiiccaa,, mmeeccâânniiccaa,, ttéérrmmiiccaa,,
lluummiinnoossaa,, mmaaggnnééttiiccaa,, eettcc......
Os materiais onde a corrente elétrica se da através do movimento de elétrons ( condutores eletrônicos )
são chamados de primeira espécie e são os que apresentam menor dificuldade à passagem de
corrente. Os de segunda espécie são os metais em estado de fusão e eletrólitos em solução, onde a
corrente é ionica e apresentam maior dificuldade a passagem de corrente. Os de terceira espécie são
os gases onde a corrente é “ionica e eletrônica simultaneamente”
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CCoonndduuttoorreess
LLeeiiss ddee oohhmm
11ºº LLeeii ddee oohhmm
Em certos materiais condutores a relação entre a tensão aplicada e a corrente que flui por ele, a uma
dada temperatura, é constante. Neste caso dizemos que o condutor obedece a lei de Ohm. A constante
de proporcionalidade é conhecida como resistência. Tal relação pode ser formalizada pela equação que
se segue:
22°° lleeii ddee oohhmm
A resistência de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente
proporcional a área de sua seção transversal. Ou seja, a resistência elétrica de um condutor não
depende apenas do material usado, mas do comprimento ( l.), da área da seção reta ( S ) e da temperatura do
condutor. Para uma determinada temperatura a resistência, em função destas grandezas, é dada pela equação:
Α constante de proporcionalidade ( ρ ), conhecida como resistividade ou resistência específica, a
mesma, depende do tipo de material condutor e é definida como a resistência por unidade de
comprimento e área de seção reta do material.
CCllaassssiiffiiccaaççããoo ggeerraall ddooss mmaatteerriiaaiiss eellééttrriiccooss
É feita de acordo com a maior ou menor dificuldade que apresentam em relação a passagem de
corrente elétrica, ou seja, de acordo com sua resistividade elétrica transversal, cuja unidade é
representada por ρ ( ”rô” )
 Para entendermos a unidade da grandeza “resistividade”, manipulamos a fórmulada resistência
( 2º lei de Ohm ):
Vide Figura 01
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CCoonndduuttiivviiddaaddee
A condutividade elétrica, cuja unidade é representada por γ (sigma minúscula ), é também muito
utilizada e é o inverso da resistividade. Veja a formula de conversão a seguir:
 Materiais condutores ρ =10-2 a 10
Materiais semicondutores ρ = 10 a 1012
Materiais isolantes ρ = 1012 a 1024
Figura 01
O conhecimento dessas grandezas é muito importante na adequada escolha e avaliação dos materiais ,
pois definirá se os materiais serão capazes de desempenhar as funções que lhes serão atribuídas.
Exemplos práticos:
1) Sabe-se que a condutividade do cobre é γCu = 58.m / Ω.mm² calcule a resistência
apropriada dos condutores de um circuito a 02 fios de 0,5mm² e 36cm de comprimento.
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Dados:
Para este exercício utilizaremos a 2º lei de ohm
S=0,5mm²
Note que temos o valor da condutividade, porém, na formula é expresso o valor da unidade de
resistividade. Para nos adequarmos a formula convertemos a unidade de referência à solicitada,
sendo:
 ρ = 1 substituindo ρ= 1 sendo ρ = 0,0172
 γ 58
ppeerrcceebbaa qquuee ttrraattaamm--ssee ddee ddooiiss ccoonndduuttoorreess,, oouu sseejjaa dduuaass vveezzeess oo ccoommpprriimmeennttoo ffoorrnneecciiddoo,, nnoottee qquuee
ooss vvaalloorreess eessttããoo eexxpprreessssooss eemm cceennttíímmeettrrooss qquuaannddoo aa ffoorrmmuullaa oo ccoommpprriimmeennttoo ddeevvee sseerr eexxpprreessssoo
eemm mmeettrroo.. MMuullttiipplliiccaammooss oo NN..ºº ddee ffiiooss ppeelloo ccoommpprriimmeennttoo ffoorrnneecciiddoo ee ccoonnvveerrtteemmooss ooss vvaalloorreess eemm
ccmm ppaarraa mmeettrrooss::
l = 2fios x 36cm = l = 72cm ou 0,72m ( metro é a unidade de medida solicitada pela formula )
Calculamos:
calculo : R= ρ . l R= ρ 0,0172 . 0,72m R= 0,0247Ω ou 24,8mΩ
 S 0,5mm²
02) Pretende-se usar uma barra de aço da estrutura de uma edificação como parte integrante do
sistema de aterramento dessa edificação. Sabendo-se que a barra tem 50m de comprimento,
8mm de diâmetro e que a resistividade do ρ Fe=0,098 Ω . mm²/m e que a resistência elétrica
desse trecho do sistema de aterramento
não pode ser superior a 300mΩ, verifique a viabilidade técnica desta opção
Dados:
Para este exercício utilizaremos a 2º lei de ohm
l = 50m
ρ Fe=0,098
Nos foi fornecido o diametro da barra de ferro, porém, será necessário calcular a área da seção
da mesma para nos adequarmos a formula, sendo:
π.d² = 3,14.8² = 3,14.64 = 50,265mm²
 4 4 4
CCaallccuullaammooss::
R= 0,098 . 50,265 = 4,9 = 0,0985 ou 98,5mΩ
 50 50
03)Utilizando-se um fio de liga resistiva metálica de 1/4mm² de seção e
resistividade 1,12Ω.mm²/m. deseja-se construir um reostato que apresente uma resistência
mínima de 160Ω. Esse fio será enrolado disposto em uma única camada, ao longo de um cilindro
cerâmico de 05cm de diâmetro externo e as voltas de fio estarão espaçadas de um diâmetro entre
si. Qual o comprimento do cilindro?
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Dados:
Para este exercício utilizaremos a 2º lei de ohm
S = 1/4mm² ou 0,25mm²
ρ = 1,12 Ω . mm²/m
R = 160Ω
D cilindro = 5cm
Espaçamento = 1 diâmetro do fio
Comprimento cilindro = ?
1°) Para encontrar o comprimento do cilindro eu necessito conhecer o comprimento de meu
condutor. Com os valores fornecidos manipulamos a formula de forma a isolar nossa icognita e
efetuamos o calculo encontrando o valor desejado:
R= ρ . 
S
R x S
 ρ
160 x 0,25 = 35,71 36m
 1,12
2º) Agora que temos o comprimento do condutor, necessitamos conhecer o perímetro do cilindro
para que possamos determinar o comprimento de cada volta, sendo:
 π.Diametro = π.5 = 15,707cm
3º) Calculado o perímetro, note que o valor encontrado esta expresso em cm e o comprimento em
metros, devemos adequar as razões, no caso abaixo convertemos a cm e manteve-se o
perímetro, o que não nos impede de manter o valor de , e convertemos o perímetro a metros,
sem alterar o valor do resultado.
N.° de voltas = / Perímetro do cilindro
Sendo,
N.° de voltas é = 3600 cm / 15,707 = 229,197 ou ( preferencialmente ) =+/-230voltas
4º) Não podemos nos esquecer que o exercício ainda nos informa que o espaçamento ente cada
espira deverá ser espaçada de um diametro entre si, ou seja 0,25mm², porém necessitamos
descobrir o diametro deste fio. Desta forma manipulamos a equação para calculo de área do
circulo, de forma a isolar nossa icognita, chegando assim ao valor desejado.
5º - a) Devemos agora calcular o espaço ocupado sobre a superfície do cilindro, ou seja, tendo
por base o N.º de voltas de fio + os espaçamento entre as voltas
230 + 230= 460
5º - b) Multiplicamos o resultado encontrado pelo diametro do fio, calculado na etapa 4 deste
exercício. Obteremos desta forma o valor do comprimento do cilindro em mm, podemos desta
forma converte-lo a cm ou metros, uma vez que não foi especificado o múltiplo.
cilindro = 460 x 0,5642= 260mm, 26 cm, ou ainda,0,26m de comprimento
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CCooeeffiicciieennttee ddee tteemmppeerraattuurraa
A resistência elétrica dos condutores varia com a temperatura, tanto a do ambiente como a provocada
pela circulação de corrente pelo condutor ( efeito Joule, “R.I² “). O calor provoca o aumento de
vibração das partículas, interferindo no movimento ordenado dos elétrons na corrente elétrica. A
relação da corrente elétrica e temperatura não é constante. Há apenas, grande interesse na região em
que esta variação é linear.
Nota: tanto a resistividade ( ou condutividade ) como o coeficiente de temperatura são valores
tabelados para temperatura de “referencia de 20°C”, havendo algumas exceções em que esta
temperatura é de 25ºC.
Exemplos práticos
A) O coeficiente de temperatura do molibdênio é de αT=0,048. Calcule a variação da resistência
elétrica de um fio desse metal, de seção S = 0,018mm² e 36m de comprimento, quando é
submetido a uma temperatura de 650ºC.
ρ = 0,0477 Ω mm²/m.
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Dados:
R1=?
R2=?
Variação da Resistência = ?
αT=0,048
S = 0,018mm²
T1= 20°C
T2= 650ºC
ρ = 0,0477
l = 36m
1°) Para calcularmos o valor da resistência R2, será necessário inicialmente conhecermos o valor
de R1. Para isto, faremos uso da 2º lei de ohm, uma vez que nos foram fornecidos os valores de l,
S e ρ.
a) R1 = ρ . l / S =
0,0477 x 36 / 0,018 = 95,4Ω 
2º) Encontrado o resultado que nos faltava, utilizaremos a formula geral para calcularmos o
coeficiente de temperatura. Observe que para a temperatura inicial ( T1) a referência é de
20ºC (temperatura tabelada para as grandezas de resistividade, condutividade e coeficiente de
temperatura ).b) R2 = R1 [ 1+ αT . ΔT ]
 R2 = 95,4 [1 + 0,048 . ( 650 - 20 )]
 R2 = 95,4 [1 + 0,048 . 630 ]
 R2 = 95,4 [1 + 30,24 ]
 R2 = 95,4 x 31,24= 2980Ω
3º) Encontrado o valor de R2, calculemos agora a variação da resistência elétrica do condutor,
ou seja:
 R2 - R1 = variação da resistência
2980Ω − 95,4Ω = 2885Ω ou melhor +/− 2,9KΩ
B) O αT da platina é 0,0039. Um fio desse material esta sendo usado como termometro resistivo e
apresenta uma resistência ôhmica de 12Ω a 20°C. O fio foi submetido a uma variação de
temperatura e sua resistência medida foi de 18Ω. Qual foi o valor medido com este dispositivo?
Informações:
αT = 0,0039
R20°C = 12Ω
R2 = 18Ω
T2 = ?
Aplicando a formula com os valores fornecidos
R2 = R1 [ 1+ αT . ΔT ]
18Ω = 12Ω [1 + 0,0039 . ΔT ]
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R 1 esta multiplicando passamos para o outro lado dividindo
18Ω / 12Ω = 1 + 0,0039 . ΔT
1,5=1+ 0,0039 . ΔT
O valor 1 que esta somando passa subtraindo
1,5 − 1 = 0,0039 . ΔT
0,5= 0,0039 . ΔT
αT que multiplicava por ΔT passa dividindo
0,5 / 0,0039 = ΔT
128,205ºC = ΔT
Encontramos com isto o resultado da variação de temperatura. Sabemos que a variação de
temperatura e expressa da seguinte forma, ΔT=T2-T1
128,205 = T2 – 20
manipulando a equação temos:
T2= 128,205ºC + 20ºC
T2 = 148,205ºC esta é a temperatura medida pelo dispositivo
É fácil concluir que um condutor trabalhando em regime de sobrecarga ( uma corrente superior a sua
capacidade nominal ) irá aquecer e terá sua resistência elétrica aumentada, potencializando o efeito
Joule ( I² R ), levando-o gradualmente a destruição.
Metal ρ . [ Ω. mm²/m ] γ. [ m / Ω.mm² ] αT 20ºC
Prata 0,0160 62,5 0,0036
Cobre 0,01724 58 0,0038
Ouro 0,0222 45 0,0037
Alumínio 0,0278 36 0,0039
Tungstênio 0,059 17 0,0052
Níquel 0,087 11,5 0,0040
Molibdênio 0,0477 20,96 0,00480
Tabela 01
CCoonndduuttiivviiddaaddee TTéérrmmiiccaa (( AAmmppaacciiddaaddee ))
A circulação de corrente por um condutor sempre provoca perdas pela geração de calor.
Assim, para evitar danos ao próprio condutor e a sua isolação é importante que os materiais tenham
capacidade de liberar esta energia térmica o mais rapidamente possível para o meio ambiente.
Há, portanto, estreita analogia entre condutividade térmica e elétrica. O termo “ampacidade “
 ( ampacity ) esta diretamente ligado a este conceito.
TTeennssããoo ddee ccoonnttaattoo ee ffoorrççaa tteerrmmoo--eellééttrriiccaa nnooss mmeettaaiiss (( sséérriiee ggaallvvaanniiccaa ))
Dois metais diferentes em contato criam uma ddp( diferença de potencial ) entre suas superfícies. Esta
tensão é originada pela diferença de elétrons presentes nas nuvens de elétrons de cada material
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( elétrons livres / camada de valência ). Essa tensão de contato pode variar em milivolts ( mV ) até
alguns volts. E varia de acordo com a diferença de temperatura entre os metais. A união de materiais
cuja disposição, com base no potencial característico de cada um, se estabeleça de forma brusca, entre
um e o outro, incidirá na perca de massa do material de menor potencial para o de maior.
Alguns valores de potencial elétrico de alguns metais à 20°C:
Condutor símbolo Potencial elétrico
Alumínio ( Al ) -1,33V
Zinco ( Zn ) -0,76V
Cromo ( Cr ) -0,51V
Ferro ( Fe ) -0,44
Níquel ( Ni ) -0,23
Estanho ( Sn ) -0,16
Hidrogênio ( H ) 0,00V
Cobre ( Cu ) 0,34V
Prata ( Ag ) 0,79V
Ouro ( Au ) 1,36V
Platina ( Pt ) 1,6V
 Tabela 02
MMaatteerriiaaiiss ccoonndduuttoorreess ddee eelleevvaaddaa ccoonndduuttiivviiddaaddee ee ddee eelleevvaaddaa
rreessiissttiivviiddaaddee..
Elevada condutividade: destinam-se a aplicações onde a corrente elétrica deve circular com as
menores perdas possíveis
 ( instalações elétricas de qualquer natureza, enrolamentos de motores ou transformadores, etc... )
Elevada resistividade: são utilizados para transformar a energia elétrica em térmica ; são também
aplicados para provocar quedas de tensão para fim de ajustes operacionais ( limitar ou controlar
corrente/tensão , resistores fixos ou variáveis )
MMaatteerriiaaiiss ddee eelleevvaaddaa ccoonndduuttiivviiddaaddee eellééttrriiccaa
Em geral são os metais nobres e suas ligas. Dependendo da aplicação, a elevada condutividade não é
característica suficiente para a escolha de um material elétrico, pois todos eles estão sujeitos a efeitos
de natureza mecânica, térmica, magnética, química, luminosa, etc..., que poderão alterar sensivelmente
suas propriedades naturais. Na pratica, com freqüência, a escolha de um material condutor descarta
aquele com melhores características elétricas e busca outro metal ou liga que satisfaça as condições de
utilização desejadas.
Os metais mais utilizados considerando-se o ponto de vista econômico são:
Cobre, alumínio, prata, estanho, chumbo, platina e mercúrio. “O ouro não é considerado neste ponto de
vista, porém é comum a utilização do ouro como proteção em contatos fixos devido a sua capacidade
de prevenir a oxidação.”
OO ccoobbrree
É o condutor elétrico mais utilizado atualmente em todo o mundo. Suas principais vantagens são:
a) baixa resistividade ( só perde para a prata )
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 12
b) mecanicamente favorável ( elevada resistência a tração, é *dúctil ) *dúctil vem de ductibilidade ,
capacidade de um corpo alterar sua forma sem alterar suas propriedades.
c) Baixo nível de oxidação em aplicações normais ( temperaturas não extremas )
d) Manufatura simplificada ( a frio e a quente )
A condutividade do cobre varia de 58 a 61m/Ω . mm² e é produzido industrialmente , para fabricação
de fios e cabos elétricos, com condutividade γ.= 58m/Ω . mm². Que corresponde a um grau de pureza
de 99,9%, e é classificado como cobre mole ou eletrolitico ( reduzida dureza e baixa resistência
elétrica )
De acordo com o processo elétrico de fabricação pode se obter condutores mais duros ( cobre meio-
duro e cobre duro ), que são empregados nos casos onde se exige elevada dureza, resistência a tração e
pequeno desgaste por atrito: redes de contato e de tração elétrica, peças de contato, fios telefônicos,
anéis coletores de máquinas elétricas girantes, etc...
Internacionalmente aceitas, as normas IACS( International Amerelead copper Standard ), fixa em
100% a condutividade relativa para o cobre mole ρ =0,01724 . [ Ω. mm²/m ] definindo-o como padrão
mundial de condutividade elétrica.
Material Condutividade relativa IACS
Cobre mole 100%
Cobre meio-duro 97,7%
Cobre duro 97,2%
Alumínio 60,6%
 Tabela 03
PPrriinncciippaaiiss lliiggaass ddee ccoobbrree::
a) bronze( cobre + estanho + cádmio ) existe a mais de 6000 anos . suas principais características são:
- elevada resistência a desgaste por atrito
- elástica
- facilmente usinada
- não apresenta características magnéticas
Aplicações: Trilhos de contato, peças fundidas, fios finos, engrenagens, molas condutoras, órgãos de
maquinas ( buchas ).
b) latão ( cobre + zinco ), suas principais características são:
- elevada resistência a tração
- facilmente deformado ( peças estampadas ou repuxadas )
- elevadíssima resistência a corrosão
- Aplicações: terminais elétricos em geral, molas condutoras, peças e componentes em geral.
OO aalluummíínniiooÉ o segundo material mais utilizado como condutor elétrico, depois do cobre; já subsistiu e vem
substituindo o cobre em diversas aplicações . Tem como principais vantagens:
a) O preço internacional do cobre é superior ao do alumínio;
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 13
b) O Brasil, apenas recentemente iniciou a exploração do cobre existente em carajás, o que obrigava,
e obriga ainda, a importar todo o cobre necessário a industria nacional, acontecendo exatamente ao
contrario com o alumínio e
c) A necessária compensação dimensional entre o cobre e o alumínio, ainda o torna ( o alumínio ), em
termos de peso próprio, a metade do peso do cobre, reduzindo drasticamente o custo dos elementos
de sustentação.
Por tais vantagens o alumínio vem tendo sua utilização expandida em vários setores da eletrotécnica,
tendo como principais desvantagens :
- A sua fragilidade mecânica e
- Rápida, porém não profunda, oxidação ( o oxido cria uma camada isolante não permitido a
propagação desta )
para finalidades eletrotécnicas utiliza-se o alumínio com teor de pureza 99,95%, somente utilizado na
fabricação de capacitores.
Mantidos a seção e o comprimento constantes, a resistência elétrica própria dos condutores vária de
1,61 a 1,7 vezes em relação ao cobre, obrigando a correções dimensionais nos casos em que o cobre é
substituído pelo alumínio.
Entretanto essa correção não é necessariamente igual a essa ordem de grandeza, pois outros fatores
influenciam nessa correção: condutividade térmica, temperaturas máximas admissíveis, etc...
Equivalências entre condutores de cobre e alumínio
Referências Relações Cobre ( Cu ) Alumínio ( Al )
entre áreas 1 1,61
entre diâmetros 1 1,27
Para igual
resistência
ôhmica entre pesos 1 0,48
entre áreas 1 1,39
entre diâmetros 1 1,18
Para igual
ampacidade
entre pesos 1 0,42
entre resistências ôhmicas 1 1,61Para igual
diâmetro Relação entre ampacidade 1 0,78
 Tabela 04
Exemplos práticos
01) Deseja-se substituir uma rede construída com condutores de cobre de seção S= 25mm² por
condutores de alumínio. Dimensione os condutores de forma a garantir a mesma ampacidade
da rede existente
Dados:
S=25mm²
F. correção=1,39 (encontrado na tabela )
Multiplicamos este valor pelo fator de correção encontrado, temos que,
 SAl = 1,39 x SCu ,ou seja:
 1,39 x 25mm² = SAl 34,75mm², como seção mais aproximada temos o condutor de 35mm²
02) Sabe-se que a rede do exercício anterior é monofásica a 3 fios ( FFN ) 115/230V, corrente de
demanda de 100A e comprimento de 25m. Sabendo-se que a máxima queda de tensão admissível
na carga é de 4%, verifique qual seria a opção economicamente mais viável, já que para a
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manutenção de igual resistência ôhmica a seção do condutor de alumínio deveria ser 1,61 vezes
maior ( o fator reativo será momentaneamente desprezado, sendo visto mais adiante em nosso
curso )
Vamos aos dados:
Desconsiderando a impedância, apenas neste exercício,
Aplicamos a 1º lei de ohm, onde. teremos que a
queda de tensão é: V = R x I, sabemos que:
I= 100A . . .
para R aplicamos a 2º lei de ohm sendo:
R = ρ . l / S,
ρAl = 0,0278 ( Vide Tabela 01 )
l= 2x 25m = 50m ( calculo baseado entre FF,
buscando maior equilíbrio, observe as setas)
S = 35mm²
Com base nos dados aplicamos a formula
ρ0,0278 x l50m/s 35mm²= R= 0,0397Ω
encontrado o valor de R, voltamos a 1° lei de ohm
0,0397Ω, x 100A= V = 3,97V
Com isto chegamos ao valor da queda de tensão para as condições apresentadas, sabemos,
porém, que a norma tolera uma queda de tensão máxima de 4% onde:
ΔVMAX.= 4% de 230V ou seja 230V x 0,04= 9,2V
Comparando os valores temos que a queda de tensão no alumínio encontra-se dentro dos
parâmetros, sendo, inclusive, inferior a prevista em norma.
03) Verifique qual deveria ser a seção dos condutores de alumínio de forma que fosse mantida a
mesma queda de tensão dos condutores de cobre, do primeiro exercício.
Já temos que a ΔVMAX do condutor de alumínio de 35mm² ( exercício anterior ), é de 3,97v
Temos que calcular o ΔVMAX do condutor de cobre, existente na linha sabemos que a
resistividade do cobre é ρ= 0,01724
S = 25mm²
l=50m
Aplicando a formula:
ρ0,01724 x l50m/25mm²= R= 0, 03448Ω
sendo,
 0,03448Ω x 100A= Δv= 3,45V
comparando as quedas de tensão o valor encontrado para o condutor de alumínio esta
aproximado porém é desejado que se aproxime ainda mais ao valor da queda de tensão no
condutor do cobre.
para isso aumentamos a seção do condutor de alumínio para uma seção acima, ou seja, 50mm²
Aplicando a formula:
 ρ0,0278 x l50m/50mm²=R= 0, 03448Ω,
sendo,
Δv= 0, 03448Ω, x 100A= Δv=2,78V
Os exercícios aplicados anteriormente são meramente ilustrativos e auxiliam para a aplicação dos
conhecimentos em critérios de dimensionamento e cálculos envolvendo grandezas. “O
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dimensionamento de condutores equivalentes em alumínio, para a substituição de condutores de
cobre, na prática é realizado elevando-se a seção do condutor por duas seções padronizadas
acima “
CCoommppaarraaççããoo eennttrree aass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ffííssiiccaass ddoo ccoobbrree ee oo aalluummíínniioo
característica Alumínio ( Duro ) Cobre ( Duro ) Padrão
IACS
Densidade a 20ºC (g/cm³ ) 2,7 8,89 8,89
Condutividade máxima a 20ºC 61 97 100
Resistividade máxima a 20ºC 0,0282 0,0177 0,01724
Relação entre pesos de condutores de = resistência e comprimento 0,48 1,03 1,00
Variação de resistência a 20ºC 0,004 0,0038 0,0039
Condutividade térmica ( cal / cm³ . s . ºC ) 0,48 0,93 0,93
Coeficiente de dilatação linear/°C 23 x 10 -6 17 x 10 -6 17 x 10 -6
Tabela 05
OOxxiiddaaççããoo ddoo aalluummíínniioo
O comportamento oxidante do alumínio, rápido e superficial, faz com que a película, formada pelo
próprio oxido, interrompa o processo de oxidação. No entanto, esta película apresenta elevada
resistividade elétrica e tem tensão de ruptura que varia de 100 a 300V. Pode-se concluir que tal
comportamento, do alumínio, exige cuidados muito especiais nos casos de conexões ou emendas. Em
conexões ou emendas ( Alumínio/Alumínio ) a técnica atual consiste na aplicação de pastas inibidoras,
altamente aderentes, que contenham partículas de alumínio ( Obs. Não é grafitada ). Esse
procedimento tem a finalidade de minimizar a ação da umidade e melhorar o contrato elétrico da
emenda ou conexão. No caso, muito comum na prática , de conexões de cobre/alumínio ( é
terminantemente proibida, emenda entre condutores de materiais diferentes )
A corrosão galvanica do alumínio pode processar-se de forma crítica devido a elevada ddp entre esses
dois metais, pois estão muito afastados entre si na série galvanica. O processo de corrosão do
alumínio, quando em contato direto com o cobre, tem como eletrólito a umidade do ambiente e a
corrente ionica desloca-se do alumínio para o cobre corroendo, o alumínio, consequentemente. A
redução desse efeito galvanico pode ser alcançado interpondo-se entre os dois metais um material
ou liga que diminua a tensão elétrica entre par galvanico ( Cobre/ Alumínio ). O estanho por
exemplo é muito utilizado para esta finalidade ( latão ou cobre estanhado ).
Um outromeio associado aos anteriores, consiste em conectores de ligas de alumínio com volume de
massa superior em relação ao cobre, pois a densidade de corrente sendo menor no alumínio
 ( justamente pelo acréscimo de massa ), este sofrerá menor corrosão.
PPrriinncciippaaiiss AApplliiccaaççõõeess ddoo aalluummíínniioo
O alumínio puro apenas é utilizado onde não é mecanicamente solicitado: condutores isolados,
capacitores e barras condutoras injetadas nas ranhuras de motores de indução.
Entretanto, é muito grande a quantidade de ligas de alumínio usadas eletricamente, nas quais adiciona-
se: Cobre ( Cu ), Magnésio ( Mg ), Manganês ( Mu ) e Silício ( Si ), principalmente
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AAllgguummaass lliiggaass ddee aalluummíínniioo
Aldrey [ Al ( Alumínio ) + Mg ( Magnésio ) + Si ( silício ) + Fe ( Ferro )]
Principais Características:
Apresenta peso especifico e condutividade elétrica próximos ao do alumínio puro e resistência a
tração equivalente ao cobre meio duro. Esta ultima característica só fica comprometida para
temperaturas superiores a 150ºC
Principais Aplicações:
- Redes aéreas ( de qualquer classe )
- Fios para enrolamentos de motores ou transformadores.
Duralumínio [ Al ( Alumínio ) + Cu ( Cobre ) + Mg ( Magnésio ) + Mn ( Manganês ) e
( Al ( Alumínio ) + Mg ( Magnésio ) + Si ( Silício )]
Principais Características:
É a liga de alumínio mais antiga ( 1907 ). Tem comportamento antioxidante más condutividade elétrica
reduzida em relação ao alumínio puro ( 20 a 3m/ Ω.mm² ); tem soldabilidade favorável.
Principais Aplicações:
- Corpos de luminárias
- terminais elétricos
CCoonnssiiddeerraaççõõeess
O baixo peso especifico das ligas de alumínio é ideal, na área de eletrotécnica, para as seguintes
aplicações:
a) Equipamentos portáteis;
b) Partes móveis de equipamentos elétricos ( redução da massa, energia cinética e menos desgaste por
atrito );
c) Estruturas de suporte de materiais e equipamentos elétricos;
d) Peças e equipamentos sujeitos a transporte e
e) Locais de elevada corrosão.
OOss mmeettaaiiss uuttiilliizzaaddooss ccoommoo ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss
Em função de suas propriedades elétricas, térmicas, mecânicas e custos, o cobre e o alumínio são os
metais mais utilizados desde os primórdios da indústria de fabricação de fios e cabos elétricos.
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A prática nos leva a observar que, quase sempre, as linhas aéreas são construídas em alumínio e as
instalações internas são com condutores de cobre. Verificamos ainda que, segundo a norma de
instalações elétricas de baixa tensão, a NBR 5410, é proibido o uso de alumínio em instalações
residenciais.
CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddooss CCaabbooss eellééttrriiccooss (( ccoobbrree ee aalluummíínniioo ))
Os cabos elétricos de potência em baixa tensão são os responsáveis pela transmissão de energia
em circuitos de até 1000 V.
Os principais componentes de um cabo de potência em baixa tensão são o condutor, a isolação e a
cobertura, conforme indicado na figura abaixo
Alguns cabos elétricos podem ser dotados apenas de condutor e isolação, sendo chamados então de
condutores isolados, enquanto que outros podem possuir adicionalmente a cobertura (aplicada sobre a
isolação), sendo chamados de cabos unipolares ou multipolares, dependendo do número de condutores
(veias) que possuem. A figura 2 mostra exemplos desses três tipos de condutores elétricos.
AA fflleexxiibbiilliiddaaddee ddooss ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss
Um condutor elétrico pode ser constituído por uma quantidade variável de fios, desde um único fio até
centenas deles. Essa quantidade de fios determina a flexibilidade do cabo. Quanto mais fios, mais
flexível o condutor e vice-versa.
Para identificar corretamente o grau de flexibilidade de um condutor, é definida pelas normas técnicas
da ABNT a chamada classe de encordoamento. De acordo com essa classificação apresentada pela
NBR 6880, são estabelecidas seis classes de encordoamento, numeradas de 1 a 6. A norma define
ainda como caracterizar cada uma das classes, o que está indicado na coluna “características” da tabela
6.
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Classe de
encordoamento Descrição Características
1 condutores sólidos (fios) é estabelecida uma resistência elétrica máxima a20ºC em w/km
2
condutores encordoados,
compactados ou não
é estabelecida uma resistência elétrica máxima de
20ºC em w/km e um número mínimo de fios no
condutor
3 condutores encordoados, nãocompactados
é estabelecida uma resistência elétrica máxima de
20ºC em w/km e um número mínimo de fios no
condutor
4, 5 e 6 condutores flexíveis
é estabelecida uma resistência elétrica máxima de
20ºC em w/km e diâmetro máximo dos fios
elementares do condutor
 Tabela 06
 CCllaasssseess ddee eennccoorrddooaammeennttoo ddee ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss ccoonnffoorrmmee aa
NNBBRR 66888800
Em relação aos termos utilizados na tabela, temos:
• Um fio é um produto maciço, composto por um único elemento condutor. Trata-se de uma ótima
solução econômica na construção de um condutor elétrico, porém apresenta uma limitação no
aspecto dimensional e na reduzida flexibilidade, sendo, em conseqüência, limitado a produtos de
pequenas seções (até 16 mm2)
Fio
• termo condutor encordoado tem relação com a construção de uma corda, ou seja, partindo-se de
uma série de fios elementares, eles são reunidos (torcidos) entre si, formando então o condutor.
Essa construção apresenta uma melhor flexibilidade do que o fio. As formações padronizadas de
condutores encordoados (cordas) redondos normais são: 7 fios (1+6), 19 fios (1+6+12), 37 fios
(1+6+12+18) e assim sucessivamente. Nessa formação, a camada mais externa possui o número de
fios da camada anterior mais seis.
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CCoonndduuttoorr eennccoorrddooaaddoo rreeddoonnddoo nnoorrmmaall
• Um condutor encordoado compactado é uma corda na qual foram reduzidos os espaços entre os
fios componentes. Essa redução é realizada por compressão mecânica ou trefilação. O resultado
desse processo é um condutor de menor diâmetro em relação ao condutor encordoado redondo
normal, porém com menos flexibilidade.
CCoonndduuttoorr eennccoorrddooaaddoo ccoommppaaccttaaddoo
 Condutor flexível
• Um condutor flexível é obtido a partir do encordoamento de um grande número de fios de
diâmetro reduzido.
Observe que a NBR 6880 estabelece valores de resistência elétrica máxima, número mínimo e
diâmetro máximo dos fios que compõem um dado condutor. Isso, na prática, resulta que diferentes
fabricantes possuam diferentes construções de condutores para uma mesma seção nominal (por
exemplo, 10 mm2). A garantia de que o valor da resistência elétrica máxima não seja ultrapassada está
diretamente relacionada à qualidade e à pureza do cobre utilizado na confecção do condutor.
Continuação materiais condutores utilizados em eletrotécnica
CChhuummbboo (( PPbb ))
Principais Aplicações:
Blindagem de cabos isolados em papel , acumuladores chumboacido, elos fusíveis, material de solda,
barreiras protetora contra raios X, etc...
Principais Características:
* É um metal de aspecto cinza prateado;
*É venenoso ( seus vapores provocam uma doença chamada Saturnismo );
*mole, dúctil e maleável, pobre condutor de eletricidade.
*Não resiste a vinagre ( matéria orgânica em decomposição );
*tem oxidação superficial e rápida.
Curiosidades: Do latim plumbum. Conhecido desde tempos remotos. Os alquimistas acreditavam
que o chumbo era o metal mais antigo e o associaram ao planeta Saturno. Pode ser encontrado de
forma livre, mas raramente. O principal mineral é a galena (sulfeto de chumbo, PbS). Existem outros
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como anglesita (sulfato de chumbo. Assim chamada porque é extraída das minas da ilha de Anglesey,
Inglaterra) e cerusita (carbonato de chumbo).
 EEssttaannhhoo (( SSnn ))
Principais Aplicações:
Muito utilizado como revestimento na proteção de componentes metálicos contra a oxidação É
componente de várias importantes ligas: soldas (largamente usadas em eletrônica), fusíveis, bronzes,
etc.
Principais características:
*Tem aparência de prata, é mole, dúctil, maleável, pouco tenaz.;
*Não se oxida a temperatura ambiente;
*A água não interfere em suas características e
*Ácidos diluídos o atacam lentamente ( em outros materiais este efeito é processado de forma rápida.
Ex. de ácido diluído Chuva acida )
Obs.: A presença do estanho no planeta se tornou escassa em virtude da exploração acelerada do
material tornando-o raro.
Curiosidades: Do latim stannum. Conhecido desde tempos remotos. O principal minério é a
cassiterita (óxido de estanho, SnO2). Encontrado também na estanita (sulfoestanato de cobre e ferro,
Cu2FeSnS4).
PPrraattaa (( AAgg ))
Principais Aplicações:
É o material mais utilizado em peças de contato ( em estado puro - na forma de pastilhas, para baixas
correntes; misturado a Níquel e Cobalto, Paládio, Bromo e Tungstênio - também na forma de
pastilhas, para correntes de maior intensidade ) Obs.: Justifica-se o uso da prata em contatos elétricos
devido ao seu comportamento de eliminação automática, por decomposição. Na prata pura ocorre a
liberação do oxigênio a temperaturas entre 200 e 300ºC.
Nota: na limpeza de contatos de prata nunca usar materiais abrasivos ( lixas, limas, escovas, etc... )
Em processos de prateação ( alguns micrômetros ), protege peças metálicas sujeitas a corrosão.
Principais características:
*Prata pura é brilhante, lustrosa;
* A ductilidade e a maleabilidade são inferiores apenas às do ouro e do paládio;
*É o material de melhor condutividade elétrica e térmica e
*Possui baixo ponto de fusão.
curiosidades: Do latim plata (lâmina de metal). Em outras épocas, denominada argento (do latim
argentu) de onde é derivado o símbolo Ag, da tabela periódica. É velha conhecida da espécie humana.
Estudos indicaram que o homem começou a separar a prata por volta de 3000 AC. Encontrada na
forma nativa e em minerais como a argentita (sulfeto de prata) e silvanita (telureto de ouro e prata) e
junto a alguns minérios de cobre, chumbo, zinco, ouro, níquel.
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OOuurroo ((AAuu ))
Principais Aplicações:
Muito utilizado como peça de contato para correntes muito baixas ( caso em que qualquer oxidação,
poderia acarretar interrupção da corrente elétrica ) comuns em circuitos eletrônicos e
telecomunicações. Quase sempre empregado em estado puro , sendo pouco encontrado em forma de
ligas.
Principais características:
* No estado puro, o ouro é considerado o mais belo de todos os elementos. Se maciço, tem o aspecto
amarelo característico mas, se pulverizado, pode ser preto, vermelho ou violeta;
*É o metal mais maleável e dúctil ( Um grama pode ser laminado em uma extensão de até,
aproximadamente, 1m² );
*Tem boa condutividade elétrica;
*Alta estabilidade química e elevada resistência a oxidação e sulfatação;
*Suas características mecânicas são excelentes e
*Há, obviamente, limitações de uso devido a seu preço.
curiosidades: Do latim aurum. Conhecido desde tempos remotos. Ocorre de forma livre e como
teluretos, geralmente em veios e depósitos aluviais (depósitos nas margens ou foz de rios, resultado da
erosão). Também ocorre na água do mar, em proporções de 0,1 a 2 mg/t, dependendo do local.
Entretanto, ainda não há um processo economicamente viável para a extração.
PPllaattiinnaa (( PPtt ))
Principais Aplicações:
Muito utilizada na fabricação de termo elementos e termômetros resistivos, até 1000ºC ( este ultimo é
utilizado para pequenas variações de temperatura, caso em que os termopares não conseguem medir ).
É também utilizada em peças de contato e fios para aquecimento.
Principais características:
*É um metal de aparência nobre, branco prateado;
*No estado puro, é maleável e dúctil;
*Uma mistura de hidrogênio e oxigênio explode na presença de platina;
* Ligas de platina e cobalto têm propriedades magnéticas e são usadas em ímãs de alta capacidade;
*É quimicamente estável e possui baixa oxidação;
*Permite deformações mecânicas com grande facilidade ( folhas de até 0,0025mm de espessura e fios
de até 0,015mm de diametro );
*É facilmente soldável acima de 800ºC ;
*Sua resistividade elétrica tem variação proporcional com a temperatura ( na faixa de –200ºC a 500°C
) e
*Ligado a ” Rutênio (Ru ); Ósmio( Os ); Paládio ( Pd ); Sódio ( Na ) e Irídio ( Ir ), suporta
temperaturas de até 1500ºC.
curiosidade: Do espanhol platina (pequena prata). O metal era usado pelos índios, em épocas
anteriores a Cristóvão Colombo. Ocorre de forma nativa, acompanhado de pequenas quantidades de
metais da mesma família (irídio, ósmio, paládio, rutênio e ródio). Também, em pequenas proporções,
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em minerais de níquel e cobre. Também no mineral esperrilita (arsenieto de platina, PtAs2) e em forma
de sulfeto (PtS).
 MMeerrccúúrriioo (( HHgg ))
Principais Aplicações:
É usado como termômetro resistivo para medidas de 0 a 100°C. É ainda encontrado em chaves
basculante ( chaves bóia ).
O mercúrio é o metal mais utilizado em lâmpadas de descarga ( fluorescentes, vapor de mercúrio, etc... )
Principais características:
*É pesado, tem aspecto branco prateado;
*Único metal líquido a temperatura ambiente;
*Se solidifica a -38,87º C;
*Quando aquecido oxida-se rapidamente em contato com o ar ;
*Com exceção ao ferro e ao tungstênio, todos os metais se dissolvem no mercúrio e
*Os vapores do mercúrio são altamente venenosos.
curiosidade: A origem do símbolo Hg vem do latim "hydrargyrum", que significa prata líquida, já o
nome é proveniente do planeta Mercúrio. Conhecido pelos antigos chineses e hindus. Encontrado em
tumbas egípcias de 1500 AC. O principal mineral é o cinabre (sulfeto de mercúrio, HgS).
ZZiinnccoo (( ZZnn ))
Principais Aplicações:
É utilizado em forma de ligas junto com o cobre e o alumínio , com condutividade γ Zn = 16 a
17m/Ωmm² ( Estas ligas são de fácil soldagem comparada ao cobre ). O uso do zinco como condutor,
atualmente, esta restrito a elementos galvanicos e a certos fios e contatos onde é requerida baixa
oxidação e temperatura de trabalho compatível.
É utilizado na zincagem a fogo ou imersão e pulverização zincagem eletrolitica ( galvanoplástia )
Principais características:
* É um metal branco-azulado;
*Metal quetem o maior coeficiente de dilatação, é maleável apenas entre 100 e 150°C, abaixo e acima
destas temperaturas é extremamente quebradiço e acima de 250ºC pode se tornar pó;
*É quimicamente estável, no ar, após se recobrir de uma película de óxido ( como proteção );
*Em contato com outros metais e na presença de umidade, formam-se elementos galvanicos que
corroem e podem dissolver o zinco ( o metal que menos corroe o zinco é o aço );
*A seção de fios feitos destas ligas devem ter seção 3,3 vezes maior e
*A diferença de coeficiente de dilatação entre estas ligas e o material de conexão, pode fazer com que
o contato se solte com a passagem de corrente elétrica.
curiosidade: Do alemão Zink, origem desconhecida. Muito antes do zinco ser reconhecido como
elemento distinto, seus minérios eram usados para produzir latão. Uma liga contendo zinco foi achada
em ruínas pré-históricas na Transilvânia. Zinco metálico foi produzido na Índia, no século 13, pela
redução da calamina com materiais orgânicos. Na Europa, foi redescoberto em 1746 por Marggraf, que
o isolou através da redução da calamina com carvão vegetal. Os principais minerais são a blenda
(sulfeto de zinco, ZnS), a esmitsonita (carbonato de zinco, ZnCO3), a franklinita (espinélio de zinco e
ferro), a calamina (silicato básico de zinco) e a zincita (óxido de zinco, ZnO).
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CCááddmmiioo (( CCdd ))
Principais Aplicações:
É utilizado no recobrimento de peças contra oxidação, em casos especiais, pois é muito mais caro que
o zinco. Até pouco tempo atras o uso desse material estava restrito ao uso em baterias de níquel
cádmio. ( NiCd ), entretanto, por ser um metal venenoso sua aplicação foi proibida em todo o mundo.
Bastante empregado em eletrodeposição e em vários tipos de soldas.
Principais características:
*É um metal azul acinzentado, macio;
*Pode ser facilmente cortado com uma faca;
*Em muitos aspectos, é similar ao zinco;
*É considerado um subproduto do zinco, pois, é encontrado no mesmo minério;
*É mais mole do que o Zinco, porém, possui praticamente as mesmas propriedades e
*Possue temperatura de fusão a 321ºC.
curiosidade: Do latim cadmia (antigo nome para o carbonato de zinco). Descoberto em 1817 por
Stromeyer a partir de impurezas no carbonato de zinco. Em geral cádmio ocorre, em pequenas
quantidades, associado a minerais de outros metais como os de zinco. O único mineral específico é o
raro sulfeto de cádmio (greenockite, em inglês), que contém cerca de 78% de cádmio. A quase
totalidade do cádmio é obtida como subproduto do processamento de minérios de zinco, cobre e
chumbo.
NNííqquueell (( NNii ))
Principais Aplicações:
É muito utilizado em aplicações sobre o ferro , pois tem coeficientes de dilatação e temperatura de
fusão semelhantes. Devido a seu elevado coeficiente de temperatura é muito utilizado como
termômetro resistivo. Nas lâmpadas incandescentes fios de níquel cromo são utilizados como
alimentadores do filamento de tungstênio. É amplamente usado para a produção de aços inoxidáveis e
de<outras>ligas<resistentes<à<corrosão.
Principais características:
*Tem a aparência da prata e pode ser finamente polido;
*Baixa oxidação até 500ºC;
*Fracamente magnético até 356ºC;
*Resistente a sais , gases e matérias orgânicas ;
*Sensível ao enxofre;
*Quando deformado a frio permite a fabricação de fios de até 0,03mm de diametro ( a quente
1100ºC );
*Possui capacidade de emitir elétrons , propriedade esta que é potencializada com a adição de 3,5% de
cobre;
*Tem elevada estabilidade mecânica, térmica e química
curiosidade: Minerais contendo níquel eram usados para colorir vidros e, em alemão, chamados de
kupfernickel (falso cobre). Descoberto por Cronstedt em 1751 (esperava obter cobre da hoje chamada
nicolita, mas obteve um metal claro, que batizou de níquel). Alguns minerais são: nicolita (arsenieto de
níquel), pentlandita (sulfeto de ferro e níquel, (Ni,Fe)9S8), pirrotita (sulfito de ferro, que pode ter níquel
como.impureza).
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 24
É encontrado na maioria dos meteoritos e freqüentemente a sua presença serve para distinguir o
meteorito de um mineral.
Liga Prata e Níquel ( AgNi )
São muito utilizadas em contatos elétricos . Sendo a maior aplicação do níquel em forma de ligas
localizada na industria de resistores. Também é muito utilizado em termo-elementos devido a alta
temperatura de fusão ( 1450ºC)
CCrroommoo (( CCrr ))
Principais aplicações:
É aplicado como revestimento anti-oxidante e na fabricação de fios resistivos, em estado puro ou na
forma de ligas
Principais características:
*Tem aparência de aço, é reluzente e pode ser finamente polido;
*Tem pouca ductilidade e não é usado como metal estrutural;
*Oxida-se apenas a temperaturas acima de 500ºC;
*É extremamente duro;
*Possui altíssima estabilidade térmica e
*Sua temperatura de fusão chega a 1920ºC
curiosidade: O principal mineral é a cromita (cromato de ferro, FeCr2O4). África do Sul é o maior
produtor desse minério, com cerca de 75% do total mundial. Outro mineral (pouco comum) é a
crocoíta (cromato de chumbo, PbCrO4).
TTuunnggssttêênniioo (( WW ))
Principais aplicações:
É empregado na fabricação de fios e filamentos cuja a resistência mecânica a tração aumenta com a
redução do diâmetro. Muito utilizado como filamento de lâmpadas que operam com temperaturas na
ordem de 2000ºC. E em forma de ligas é utilizado em peças de contato onde a temperatura devido aos
arcos elétricos são elevadíssimas
Principais características:
* No estado puro, tem uma coloração cinza aço;
* É apenas levemente atacado pela maioria dos ácidos minerais e
*possui alto ponto de fusão 3400ºC;
curiosidade: Do sueco tung e sten (pedra pesada). No século 17, mineiros na Saxônia (uma região da
Alemanha) observaram que um certo tipo de pedra prejudicava a redução da cassiterita (um mineral do
estanho). Deram a essa pedra um apelido em Alemão (wolfert ou wolfrahm). Por isso o metal é
também chamado de Wolfrâmio e o símbolo é W.
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 25
 MMMaaattteeerrriiiaaaiiisss iiisssooolllaaannnttteeesss (( ccoonntteeúúddoo ddee ppeessqquuiissaa ))
De início cabe fazer distinção entre os termos isolação e isolamento, uma vez que o significado
elétrico de cada um desses termos é importante para o entendimento de textos técnicos, catálogos e na
comunicação oral e escrita.
Isolação exprime a parte qualitativa do material isolante, como por exemplo, a expressão: isolação de
PVC.
Isolamento tem sentido quantitativo, como por exemplo, em: condutor com isolamento para 750V.
DDDIIIEEELLLÉÉÉTTTRRRIIICCCOOOSSS
Dielétricos ou materiais isolantes
caracterizam-se por oferecem considerável
resistência à passagem da corrente,
comparativamente aos materiais condutores.
PPPooolllaaarrriiizzzaaaçççãããooo dddooo dddiiieeelllééétttrrriiicccooo
É uma propriedade fundamental de todos os
isolantes e define o comportamento de suas
partículas elementares quando sujeitas à ação
de campos elétricos. A polarização consiste no
deslocamento reversível de centros de cargas
positivas e negativas na direção do campo
elétrico aplicado. Sendo reversível, essa
direção acompanha, ou tende a acompanhar, a
própria orientação do campo elétrico.
A partir da grandeza constante dielétrica (ξ)
[Eletroeletrônica Básica, em Capacitores:
“qualquerpedaço de um isolador ou material
isolante, submetido à uma diferença de
potencial, pode ser estudado como um
capacitor”], podemos prever o comportamento
de um material quanto a sua polarização.
Analogamente, o fator de perdas dielétricas ou
fator de perdas do dielétrico (tg δ) [A corrente
que flui por um material isolante estará
defasada de um ângulo φ em relação à tensão e,
se o dielétrico for puramente capacitivo, esse
ângulo valerá 90o. Como tal condição não é
encontrada na prática, pois sempre haverá
resistência elétrica, δ é o ângulo resultante da
diferença entre 90o e a defasagem real (φ)
entre a tensão e a corrente no dielétrico.
Podemos concluir que quanto maior for φ,
menores serão as perdas.], está relacionado à
elevação da temperatura do material, resultante
de um consumo de energia, quando o mesmo é
polarizado
IIssoollaaççããoo ddooss ccoonndduuttoorreess eellééttrriiccooss
HHiissttóórriiccoo
Os primeiros cabos isolados de que se tem notícia datam de 1795, utilizados em uma linha telegráfica
na Espanha e eram isolados em papel. Seguiram-se os condutores cobertos por guta percha (uma planta
nativa da Índia), os cabos em papel impregnado em óleo, os cabos em borracha natural (início do
século XX), em borracha sintética (EPR) e PVC (ambos logo após a Segunda Guerra Mundial).
Embora possuíssem excelentes características isolantes, os cabos isolados em papel foram perdendo
aplicações ao longo do tempo, principalmente devido à dificuldade de manuseio durante a sua
instalação, sobretudo na realização de emendas e terminações. Isso propiciou a popularização dos
cabos com isolações sólidas, tais como o PVC.
Para que serve a isolação?
A função básica da isolação é confinar o campo elétrico gerado pela tensão aplicada ao condutor no
seu interior. Com isso, é reduzido ou eliminado o risco de choques elétricos e curtos-circuitos.
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Podemos comparar a camada isolante de um cabo com a parede de um tubo de água. No caso do tubo,
a parede impede que a água saia de seu interior e molhe a área ao seu redor. Da mesma forma, a
camada isolante mantém as linhas de campo elétrico (geradas pela tensão aplicada) “presas” sob ela,
impedindo que as mesmas estejam presentes no ambiente ao redor do cabo.
No caso do tubo, não pode haver nenhum dano à sua parede, tais como furos e trincas, sob pena de
haver vazamento de água. Da mesma forma, não podem haver furos, trincas, rachaduras ou qualquer
outro dano à isolação, uma vez que isso poderia significar um “vazamento” de linhas de campo
elétrico, com subsequente aumento na corrente de fuga do cabo, o que provocaria aumento no risco de
choques, curtos-circuitos e até incêndios.
PPrriinncciippaaiiss ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddaass iissoollaaççõõeess ssóólliiddaass
De um modo geral, as isolações sólidas possuem uma boa resistência ao envelhecimento em serviço,
uma reduzida sensibilidade à umidade e, desde que necessário, podem apresentar um bom
comportamento em relação ao fogo. Vejamos a seguir as principais características específicas do
composto isolante mais utilizados atualmente: o PVC.
Cloreto de polivinila (PVC)
• é, na realidade, uma mistura de cloreto de polivinila puro (resina sintética), plastificante, cargas
e estabilizantes;
• sua rigidez dielétrica é relativamente elevada, sendo possível utilizar cabos isolados em PVC
até a tensão de 6 kV;
• sua resistência a agentes químicos em geral e a água é consideravelmente boa;
• possui boa característica de não propagação de chama.
Todos os materiais isolantes de uso industrial
apresentam uma certa quantidade de cargas
livres e, portanto, devemos levar em conta a
circulação de correntes de uma certa
intensidade através da seção transversal do
isolante quando o dielétrico é submetido a uma
determinada tensão. A maior ou menor
dificuldade que os materiais isolantes oferecem
à passagem de corrente é a grandeza rigidez
dielétrica (Ed) [kV/cm]. O mesmo fenômeno
acontece na superfície externa do isolante e
define outra grandeza importante que é a
resistência superficial de descarga (ρs) [Ω].
Os dielétricos apresentam alguma
condutividade que, geralmente, poderá ser
desprezada quando o material é utilizado
dentro dos limites a que se destina. Em
algumas utilizações, no entanto, é necessário
conhecer o valor dessa condutividade que
depende não apenas do deslocamento de
elétrons como também de íons. Portanto, um
material que apresenta condutividade iônica,
não pode ser submetido continuamente a uma
corrente contínua, pois a sua característica de
condutividade iônica o levará à decomposição
eletrolítica. A corrente que circula através do
material isolante é conhecida como corrente
transversal. Uma outra corrente, reversível,
resultante do deslocamento retardado de cargas
sob a ação de uma tensão aplicada, é chamada
de corrente de polarização. Esta última
corrente pode ser particularmente intensa
quando o processo de polarização é lento; seu
valor vai decrescendo com a duração da tensão
contínua aplicada e depende do “tempo de
acomodação” das propriedades físicas e
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químicas do material. Este processo é idêntico
ao aparecimento de cargas no dielétrico de um
capacitor quando uma tensão é aplicada;
terminado o processo de polarização, a
corrente de polarização se torna nula,
permanecendo apenas a corrente transversal.
Por tais fenômenos, as características dos
materiais isolantes são estabelecidas pela
condutividade transversal e pela grandeza da
tensão contínua aplicada.
Resumindo, a condutividade elétrica de um isolante depende de forma acentuada da estrutura do material,
do seu estado físico, da umidade, da temperatura e da natureza da tensão aplicada.
Todos os dielétricos possuem um valor limite de solicitação elétrica, característico de cada material
sob condições normalizadas pré-especificadas. Quando esses valores são ultrapassados ocorrem
modificações, geralmente irreversíveis, como: ruptura, deformação permanente, modificação estrutural
e, freqüentemente, perda das propriedades isolantes iniciais.
Existe uma quantidade muito grande de materiais isolantes utilizados industrialmente:
IIIsssooolllaaannnttteeesss gggaaasssooosssooosss
AAArrr aaatttmmmooosssfffééérrriiicccooo
O mais utilizado é sem dúvida o ar, por
exemplo, em linhas aéreas de transmissão e
distribuição de energia elétrica. De forma
prática e simplificada a rigidez dielétrica do ar
seco e limpo a 20O C é de 45kV/cm,
decrescendo rapidamente para 3kV/cm, sob
ação da umidade, poluição e da elevação da
temperatura, fatores estes normais em
ambientes externos e que, portanto, devem ser
considerados nos projetos.
SSSFFF666
O outro gás muito utilizado atualmente como
meio dielétrico de extinção do arco-elétrico em
disjuntores é o Hexafluoreto de Enxofre (SF6).
Sua Tensão de Ruptura é de 125kV a 2
atmosferas de pressão, para um afastamento de
10mm.
IIIsssooolllaaannnttteeesss lllíííqqquuuiiidddooosss
Os isolantes líquidos têm, geralmente, na prática, funções de isolamento e de refrigeração. Como
refrigerante, retira o calor gerado internamente ao elemento condutor, transferindo-o a radiadores,
mantendo dentro de níveis admissíveis a temperatura de trabalho do equipamento. Entre os isolantes
líquidos, destacam-se:
ÓÓÓllleeeooo mmmiiinnneeerrraaalll
Obtido a partir da decomposição (cracking) do petróleo por destilação e é composto basicamente por:
metano, ou óleos parafinados do qual se extrai de 3 a 8% de parafina sólida;nafta; mistura dos dois
anteriores
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A temperatura de cracking define os subprodutos do petróleo:
 40 a 150OC benzina
 150 a 300OC óleos leves e combustíveis
 300 a 350OC óleo diesel
acima de 350OC óleos para aquecimento, matéria-prima para
óleos lubrificantes, óleos isolantes; o resíduo do processo de
destilação é o asfalto
Os óleos para fins isolantes são processados
através de rigorosa purificação e têm seu uso
mais comum nos transformadores, cabos,
capacitores, disjuntores e chaves a óleo. Com o
desenvolvimento de novos materiais com
melhores características elétricas, o óleo vem
sendo gradativamente substituído, mas ainda é
muito utilizado. Estes óleos devem ser
altamente estáveis e ter baixa viscosidade, pois
além de isolar por impregnação, devem
transmitir bem o calor. Este é um problema
típico dos transformadores, onde o óleo deve
transferir para as paredes do tanque o calor
gerado nos enrolamentos, caso em que óleos
mais densos não se prestariam a esta função.
No caso de dispositivos de manobra e de
comando, o óleo deve fluir rapidamente entre
os contatos para extinguir o mais rapidamente
possível o arco elétrico. Em cabos e
capacitores, o óleo também deve fluir
facilmente de forma a impregnar
adequadamente os dielétricos e também, por
deslocamento, eliminar a presença de ar e
umidade, comum em dielétricos fibrosos. A
viscosidade correspondente a cada aplicação é
fixada por normas e está sempre relacionada à
temperatura, sobretudo a temperatura máxima
admissível.
O fator de perdas de óleos isolantes de
qualidade, a 20OC, deve ser de
aproximadamente 0,001 e depende
acentuadamente da temperatura. Por exemplo,
óleos para capacitores devem ter um fator de
perdas inferior a 0,005 a 100OC, com um
ρ=25x1012Ω.mm2/m em estado novo,
admitindo-se uma redução para 1/5 desse valor
após um ensaio de envelhecimento de 40 horas.
A rigidez dielétrica, ou tensão de ruptura, para
óleos novos e sem umidade, deve ser de
200kV/cm para temperaturas de – 40OC a +
50OC, no caso de transformadores e de
120kV/cm para disjuntores. A rigidez dielétrica
mínima também varia com a classe de tensão e
o tipo de equipamento. Exemplos: de 80 a
140kV/cm para transformadores de rede ou
para instrumentos, na classe de tensão de 34,5 a
220kV; de 40 a 80kV/cm para dispositivos de
comando, na classe de tensão de 34,5 a 69kV.
Merece uma atenção especial o problema do
envelhecimento dos óleos isolantes, razão pela
qual deve ser providência de rotina uma
sistemática de verificação da tensão de ruptura
ou rigidez dielétrica.
Os sistemas de manutenção prevêem a retirada
periódica de amostras de óleo dos
equipamentos para verificação de suas
características isolantes, pois, num período
relativamente curto (em média de 2 a 3 anos),
nota-se uma sensível redução, da ordem de
algumas vezes, da sua rigidez dielétrica.
Dependendo dos valores encontrados, é
necessário proceder à purificação ou filtragem
ou, em casos críticos, a substituição do óleo
envelhecido por óleo novo.
O uso de inibidores de envelhecimento é
discutível, pois pode ocorrer ataque a outros
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componentes do equipamento, tendo ainda o
inconveniente do alto custo.
A oxidação do óleo está sempre presente, pois
depende da presença do oxigênio do ar e da
elevação da temperatura. Apesar do rigor dos
processos de refinação, que elimina as matérias
mais facilmente modificáveis, a oxidação via
catalítica pode aparecer no equipamento devido
à presença do cobre.
A luz do dia também pode ser um agente do
processo de envelhecimento do óleo, motivo
pelo qual o mesmo deve ficar protegido dos
raios de luz.
Algumas cadeias típicas de carbono que
compõe o óleo se oxidam com mais facilidade,
dando origem ácidos orgânicos, água e
materiais voláteis.
A ação do campo elétrico e descargas internas
ao equipamento, pode provocar decomposições
moleculares progressivas, gerando produtos
que irão separar-se do óleo, dando origem às
chamadas lamas. Como as lamas podem se
formar em qualquer região do líquido isolante
contido no equipamento e são mais densas que
o óleo, tendem a se depositar no fundo do
tanque, entretanto, em seu caminho
descendente, esse material pode depositar-se
nos enrolamentos, núcleo e outras partes do
equipamento.
As características dielétricas da lama são
ruins e, caso venham a impregnar partes
isolantes, irão formar pontos de possíveis
descargas, levando gradativamente a isolação
a deterioração, provocando curtos-circuitos
(entre espiras, no caso de transformadores),
podendo vir a ocorrer a destruição parcial ou
total do equipamento. 
O calor gerado por efeito Joule, absorvido
pelo óleo e transferido para as paredes do
tanque do equipamento, provoca a
solidificação da lama, a qual assume uma
forma muito semelhante à do piche, que tem
baixo coeficiente de transferência de calor.
Essa formação prejudica a ação refrigerante
do óleo e provoca a elevação da temperatura
do equipamento, podendo leva-lo à destruição.
Os óleos minerais têm o grave problema da
inflamabilidade, não por contato com chama,
mas por combustão espontânea quando é
sobreaquecido, o que pode provocar graves
acidentes. Por tal motivo, o óleo mineral
utilizado em equipamentos elétricos deve ter
sua temperatura permanentemente controlada.
Esta providência nem sempre é de fácil
operacionalização, motivo pelo qual vem sendo
substituído por óleos à base de silicone.
Para substituir o óleo mineral em algumas
aplicações, foi desenvolvido, anteriormente aos
óleos a base de silicone, o.askarel.
AAAssskkkaaarrreeelll...
É um pentaclorodifenil que se destaca por não
ser inflamável, mas apresenta uma série de
graves problemas: enquanto os óleos minerais
são neutros, os askaréis, devido à presença do
cloro, atacam o sistema respiratório e visual
das pessoas que os manuseavam – e ainda os
manuseiam! - e é extremamente agressivo ao
meio ambiente quando descartado sem os
devidos e onerosos cuidados necessários. Os
askaréis podem ainda atacar alguns produtos
dos componentes de equipamentos elétricos.
Os askaréis têm a vantagem de não
envelhecerem e de não formarem subprodutos
durante seu uso em serviço. Sua temperatura de
trabalho (1100C) é um pouco superior à do
óleo mineral. O askarel, sendo um difenil
associado ao cloro, pode apresentar produtos
sólidos, à temperatura ambiente, e produtos
líquidos que têm um ponto de solidificação não
muito baixo. Por este último motivo foi bem
menos usados em países de invernos mais
rigorosos, pois a baixas temperaturas o askarel
perde a função de elemento transmissor do
calor [Deduza para onde as multinacionais
direcionaram as vendas desse óleo sintético!].
O askarel também não pode ser aplicado
quando sujeito a arcos voltaicos expostos, pois,
por aquecimento extremo, ocorrerá a quebra da
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 30
cadeia de hidrogênio e cloro, provocando a
liberação do cloro.
O emprego do askarel, de forma geral,
restringiu-se a cabos e capacitores isolados em
papel e tem seu uso proibido no Brasil desde
1980. Deve ser manuseado e descartado com o
devidos cuidados, uma vez que ainda existem
em operação muitos equipamentos que o
utilizam como óleo isolante.
O custo do askarel era da ordem de 10 vezes
superior aos óleosminerais, o que, felizmente,
restringiu seu emprego à época em que foi
introduzido no mercado. Alguns nomes
comerciais que foram dados ao askarel:
Clophen,.Inerteen,..Aroclor
ÓÓÓllleeeooosss dddeee SSSiiillliiicccooonnneee
Os óleos de silicone [Si-O-Si associado a
grupos metílicos e fenólicos] são incolores e
transparentes e disponíveis em uma ampla faixa
de viscosidades e pontos de ebulição. Têm
ponto de chama elevado [acima de 3000C] e
baixo ponto de solidificação [-1000C]. A faixa
de emprego situa-se entre 2000C e – 600C. Sua
viscosidade não varia proporcionalmente com a
temperatura, comparativamente aos óleos
minerais. São recomendados para
temperaturas de trabalho muito altas ou muito
baixas.Devido às características do silício, os
silicones permanecem neutros na presença da
maioria dos elementos, conferindo-lhes elevada
estabilidade química e ausência de
envelhecimento. São repelentes à água e,
portanto, evitam a perda das suas
características isolantes em serviço. São
solúveis em benzol, toluol, éter e álcoois de
grau superior, sendo insolúveis em óleos
minerais e álcoois de grau inferior. O preço do
óleo de silicone é bastante elevado em
comparação ao óleo mineral
Todos os dielétricos líquidos são utilizados para garantir as características isolantes
de dielétricos porosos e fibrosos, evitando a penetração de umidade, gases e vapores.
IIIsssooolllaaannnttteeesss PPPaaassstttooosssooosss eee CCCeeerrraaasss
As pastas ou ceras usadas eletricamente se caracterizam por um baixo ponto de fusão, baixa
resistência mecânica, podendo ter uma estrutura cristalina e baixa higroscopia.
PPPaaarrraaafffiiinnnaaa
É o material pastoso mais usado e mais barato.
É obtido do petróleo e, uma parafina de
qualidade, tem aparência clara, livre de bolhas,
de ácidos e outras impurezas. A constante
dielétrica ξ se reduz com o aumento da
temperatura, tendo seu valor bruscamente
alterado quando se liquefaz. É repelente à água,
mantendo elevada a sua rigidez elétrica e a
resistividade superficial e transversal, o que o
recomenda como material de recobrimento de
outros isolantes.
A baixa estabilidade térmica – baixo ponto de
fusão – é uma vantagem e uma desvantagem:
Há necessidade de pouco calor para a
liquefação em processos de impregnação ou
recobrimento, facilitando sua aplicação; essa
mesma propriedade limita seu uso aos casos em
que o aquecimento do componente se mantém
a níveis baixos. Esta última condição só é
encontrada, praticamente, em componentes de
baixas perdas Joule onde as correntes
circulantes são muito baixas, ou seja, em
componentes eletrônicos.
 AAppoossttiillaa bbaasseeaaddaa nnaass aauullaass ddee eelleettrroottééccnniiccaa –– EETTEE PPrrooffeessssoorr BBaassiilliiddeess ddee GGooddooyy -- PPáággiinnaa 31
A característica de repelência à água, muito
importante para componentes elétricos usados
ao tempo, não pode ser resolvida com a
parafina.
A parafina é solúvel em óleos minerais,
gasolina e benzol, sendo insensível à água e
álcoois
PPPaaassstttaaa dddeee SSSiiillliiicccooonnneee
Tem estrutura molecular semelhante à dos óleos de silicone e, basicamente, as mesmas propriedades.
As pastas são mais empregadas com finalidades lubrificantes do que elétricas, quando recebem pó de
grafite para melhorar suas características antifricção . São usadas eletricamente em peças de contato,
em articulações condutoras e como recobrimento de partes isolantes expostas, que devem manter
elevada resistividade superficial, prevalecendo neste caso sua característica de ser repelente à água.
RRReeesssiiinnnaaasss
Um verniz aplicado na forma líquida se
solidifica durante o processo de aplicação,
ficando no estado sólido em sua forma final.
Portanto, o verniz não é propriamente um
isolante líquido, apesar de ser comercializado
nesse estado físico.
Um verniz é composto de um solvente e uma
matéria-prima capaz de formar uma película,
ou um filme, geralmente na forma de uma
resina. Quando um solvente é aplicado a uma
resina, ocorre a dissolução da resina, ficando as
moléculas do solvente retidas pela resina. Este
processo faz com que a resina torne-se mais
maleável, devido ao “afofamento molecular”.
Define-se resina como uma família muito
grande de matérias-primas que, apesar de
origens e características diferentes, possuem
composição química ou propriedades físicas
muito semelhantes. São de estrutura molecular
complexa e elevado grau de polimerização. A
baixas temperaturas as resinas são massas
vitrificadas, amorfas.
As resinas podem ser classificadas como
naturais e sintéticas. Resinas naturais são de
origem animal ou vegetal e são obtidas através
de processos simples de purificação. Resinas
sintéticas, existentes em número maior e
sempre crescente, são obtidas através de
complexos processos químicos, reunindo
diversas matérias-primas. Neste grupo
destacam-se as resinas polimerizadas [formadas
por matérias de baixo peso molecular], as
condensadas [resultantes da policondensação,
que é um processo de crescimento das
moléculas, com a eliminação das matérias
elementares] e as à base de celulose [a celulose
é industrialmente ligada a ésteres e éteres,
formando cadeias de elevado peso molecular].
No grupo das resinas polimerizadas destacam-
se os etilenos e seus derivados, como o
polietileno, o polistirol e o cloreto de polivinila.
No grupo das condensadas, bastante
numerosas, temos o grupo dos
fenolformadeidos, a resina gliptal, o poliamido,
e outros. Das resinas à base de celulose
destacam-se a nitrocelulose, a acetilcelulose, a
etilcelulose, e outras.
As resinas são classificadas com termofixas
[termoestáveis] ou termoplásticas. Essa
classificação vem da produção fundamental dos
plásticos: uma resina, juntamente com outras
matérias-primas, é aquecida até sua
plastificação, estado em que é colocada em
moldes que darão a forma desejada ao produto,
sendo posteriormente esfriada até a temperatura
ambiente, apresentando-se sólida. Ambos os
tipos, termofixos e termoplásticos, têm
comportamento parecido até este ponto. Se,
após a solidificação, aplicarmos novamente a
temperatura de plastificação a ambas resinas,
notaremos que a resina termoplástica
novamente amolece, enquanto a termofixa se
mantém sólida. Continuando a aquecer a
termofixa, atingiremos uma mudança do seu
estado apenas a temperaturas bem mais
elevadas, nas quais se carboniza sem amolecer.
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De forma geral, as resinas polimerizadas
pertencem ao grupo das termoplásticas, sendo
que as condensadas podem ser termofixas ou
termoplásticas. As resinas originadas da
celulose são termoplásticas.
A moderna tecnologia tem criado, e vêm
criando continuamente, uma quantidade muito
grande de novas resinas, particularmente as
sintéticas. Por tal motivo serão apresentadas a
seguir apenas algumas das resinas mais
conhecidas.
RRReeesssiiinnnaaasss NNNaaatttuuurrraaaiiisss
Foram empregadas durante muitos anos, com
bom resultados, mas vêm sendo substituídas
pelas sintéticas que apresentam melhores
características. Entre as naturais, destacaremos
apenas duas.
GGGooommmaaa---lllaaacccaaa
É uma resina de origem animal presente nos
resíduos de insetos tropicais sobre os galhos de
árvores, de onde é recolhida e purificada por
fusão e filtragem. No estado sólido apresenta-
se em forma de pequenas lâminas [lamelas],
sendo bastante quebradiça e de coloração
amarelada, avermelhada ou marrom. É uma
resina facilmente solúvel em álcool,
caracteriza-se por sua alta aderência a outros
isolamentos, como a mica, o vidro, a madeira e
certos metais. Amolece