A estrutura atômica dos materiais influencia diretamente suas propriedades elétricas e, consequentemente, sua aplicação em instalações prediais.
Sobre a relação entre a estrutura atômica e as propriedades dos materiais condutores e isolantes, assinale a alternativa correta:
(A) O alumínio, apesar de ser menos condutor que o cobre, é amplamente utilizado em instalações elétricas prediais devido ao seu menor peso e menor custo, desde que se utilize um dimensionamento adequado dos condutores.
(B) O cobre é mais utilizado do que o alumínio em instalações elétricas prediais porque seus elétrons de valência estão mais fracamente ligados ao núcleo, facilitando a movimentação das cargas elétricas.
© Materiais isolantes, como plásticos e cerâmicas, apresentam boa condutividade elétrica devido à presença de ligações covalentes que permitem a livre movimentação dos elétrons de valência.
(D) Em metais condutores, a resistência elétrica aumenta quando há um maior número de elétrons livres disponíveis, pois isso dificulta a movimentação ordenada das cargas elétricas.
(E) A condutividade elétrica de um material depende da quantidade de prótons no núcleo do átomo, pois quanto maior o número de prótons, maior a atração sobre os elétrons e, portanto, maior a mobilidade eletrônica.
Sobre a relação entre a estrutura atômica e as propriedades dos materiais condutores e isolantes, assinale a alternativa correta:
(A) O alumínio, apesar de ser menos condutor que o cobre, é amplamente utilizado em instalações elétricas prediais devido ao seu menor peso e menor custo, desde que se utilize um dimensionamento adequado dos condutores.
(B) O cobre é mais utilizado do que o alumínio em instalações elétricas prediais porque seus elétrons de valência estão mais fracamente ligados ao núcleo, facilitando a movimentação das cargas elétricas.
© Materiais isolantes, como plásticos e cerâmicas, apresentam boa condutividade elétrica devido à presença de ligações covalentes que permitem a livre movimentação dos elétrons de valência.
(D) Em metais condutores, a resistência elétrica aumenta quando há um maior número de elétrons livres disponíveis, pois isso dificulta a movimentação ordenada das cargas elétricas.
(E) A condutividade elétrica de um material depende da quantidade de prótons no núcleo do átomo, pois quanto maior o número de prótons, maior a atração sobre os elétrons e, portanto, maior a mobilidade eletrônica.
Passo 1
O exercício pergunta qual alternativa está certa sobre como a estrutura atômica (número de elétrons livres, ligações etc.) afeta condutividade de condutores (metais) e isolantes. Isso cai em “Estrutura Atômica e Propriedades Elétricas dos Materiais”. Para resolver a gente vai precisar entender:
- O que faz um material conduzir (elétrons livres, bandas de energia).
- Diferença prática entre alumínio e cobre em instalações.
- Por que isolantes não deixam elétrons se moverem.
Passo 2
Teoria básica:
- Em metais, os átomos têm elétrons na “banda de condução” que se movem livremente. Quanto mais elétrons livres e mais fácil sua movimentação, menor a resistividade.
- Resistência elétrica de um fio é dada por
onde
é a resistividade do material,
o comprimento e
a área da seção. A condutividade
é
.
Passo 3
Analisando a alternativa (A):
“O alumínio, apesar de ser menos condutor que o cobre, é amplamente utilizado em instalações elétricas prediais devido ao seu menor peso e menor custo, desde que se utilize um dimensionamento adequado dos condutores.”
“O alumínio, apesar de ser menos condutor que o cobre, é amplamente utilizado em instalações elétricas prediais devido ao seu menor peso e menor custo, desde que se utilize um dimensionamento adequado dos condutores.”
- De fato, o alumínio tem resistividade maior (
), então precisa de bitolas de cabo maiores ( maior) para manter a mesma resistência. - Mas pesa menos e custa menos, compensando em instalações de grande porte.
Isso bate com a teoria: material commaior exige maior, mas pode ser vantajoso se for mais leve e barato.
Passo 4
Rápida checagem das outras:
(B) Fala que cobre é mais usado porque seus elétrons de valência estão mais fracamente ligados que no alumínio – mas na real o alumínio tem também elétrons relativamente livres; o motivo principal do uso de cobre vs. alumínio é custo, peso e resistência.
© Diz que isolantes têm boa condutividade por ligações covalentes – justamente o oposto: ligações covalentes “prendem” elétrons e isolam.
(D) Afirma que mais elétrons livres aumentam a resistência – mas a gente vê em e em
que mais elétrons livres (maior
) diminui
e, logo, diminui
.
(E) Diz que condutividade depende do número de prótons no núcleo – não faz sentido direto, pois prótons só influenciam carga nuclear efetiva, mas o que importa é quantos elétrons ficam livres, não só quantos prótons há.
(B) Fala que cobre é mais usado porque seus elétrons de valência estão mais fracamente ligados que no alumínio – mas na real o alumínio tem também elétrons relativamente livres; o motivo principal do uso de cobre vs. alumínio é custo, peso e resistência.
© Diz que isolantes têm boa condutividade por ligações covalentes – justamente o oposto: ligações covalentes “prendem” elétrons e isolam.
(D) Afirma que mais elétrons livres aumentam a resistência – mas a gente vê em
(E) Diz que condutividade depende do número de prótons no núcleo – não faz sentido direto, pois prótons só influenciam carga nuclear efetiva, mas o que importa é quantos elétrons ficam livres, não só quantos prótons há.
Passo 5
Só a (A) está de acordo com a teoria de resistividade, área de seção e aplicação prática em instalações prédiais.
Resposta
(A) O alumínio, apesar de ser menos condutor que o cobre, é amplamente utilizado em instalações elétricas prediais devido ao seu menor peso e menor custo, desde que se utilize um dimensionamento adequado dos condutores.