35. Explifique, em termos de aplicação eletrotécnica, duas vantagens do cobre sobre o alumínio e duas vantagens do alumínio sobre o cobre.
- Vantagens do Cu sobre o Al:
Maior condutividade térmica e elétrica, menor coeficiente de expansão térmica, menor módulo de elasticidade (módulo de Young - portanto menor deformação mecânica para um mesmo estresse aplicado), mais dúctil, baixo calor específico.
- Vantagens do Al sobre o Cu:
Mais barato e abundante, mais leve, elevada resistência à oxidação, maior temperatura máxima admissível.
Passo 1
O enunciado pede para compararmos, em aplicações eletrotécnicas, as principais vantagens do cobre em relação ao alumínio e vice-versa. Para isso vamos usar conceitos de condutividade elétrica, coeficiente de expansão térmica, densidade e custo dos materiais.
Passo 2
A primeira vantagem do cobre é a sua maior condutividade elétrica:
Como e
, um condutor de cobre tem menor resistência ôhmica que um de alumínio de mesma seção, reduzindo perdas por efeito Joule.
A segunda vantagem é o menor coeficiente de expansão térmica do cobre:
Como e
, o cobre varia menos de comprimento com a temperatura, diminuindo fadiga mecânica em terminais e conexões.
Como
A segunda vantagem é o menor coeficiente de expansão térmica do cobre:
Como
Passo 3
A primeira vantagem do alumínio é a sua menor densidade
versus
, o que reduz o peso das linhas aéreas e facilita o manuseio e suporte estrutural.
A segunda vantagem do alumínio é o custo mais baixo e maior abundância:
Como o alumínio é mais barato por quilograma e amplamente disponível, o custo total de materiais e instalação em grandes redes de distribuição elétrica fica significativamente reduzido.
A segunda vantagem do alumínio é o custo mais baixo e maior abundância:
Como o alumínio é mais barato por quilograma e amplamente disponível, o custo total de materiais e instalação em grandes redes de distribuição elétrica fica significativamente reduzido.
Resposta
Vantagens do cobre sobre o alumínio:
- Maior condutividade elétrica, reduzindo perdas por efeito Joule.
- Menor coeficiente de expansão térmica, minimizando fadiga mecânica em conexões.
Vantagens do alumínio sobre o cobre:
- Menor densidade, reduzindo o peso e facilitando instalação.
- Custo mais baixo e maior abundância, diminuindo o investimento em materiais.