QUESTȦO 01: Comparando-se o cobre com o aluminio, pede-se:
b) Cite duas razőes para a escolha do aluminio como material condutor elétrico para cabos utilizados em redes elétricas aéreas de média/alta tensåo. (
b) Cite duas razőes para a escolha do aluminio como material condutor elétrico para cabos utilizados em redes elétricas aéreas de média/alta tensåo. (
Passo 1
Beleza, o enunciado tá pedindo duas razões pra gente explicar por que, em redes aéreas de média/alta tensão, o alumínio costuma ser escolhido como condutor em vez do cobre. O conteúdo envolvido é basicamente propriedades dos metais (resistividade e densidade) e como isso afeta resistência elétrica, peso do cabo e custo. A gente vai usar a lei da resistência elétrica e comparar densidades pra chegar nas razões.
Passo 2
Primeiro, lembra da lei da resistência elétrica de um fio:
onde
-
-
-
-
Os valores típicos são:
Ou seja, o alumínio tem resistividade maior, então pra atingir a mesma resistência
a gente precisa de uma seção
maior.
Passo 3
Vamos comparar as áreas necessárias pra ter a mesma resistência:
Ou seja, o fio de alumínio precisa ter cerca de 1,68 vezes a área do fio de cobre pra ficar com a mesma resistência.
Passo 4
Mas e o peso? Cada fio tem massa
Densidades típicas:
Logo, para o mesmo comprimento e mesma resistência:
$$\frac{m_{Al}}{m_{Cu}}
= \frac{\rho_{dens,Al};A_{Al}}{\rho_{dens,Cu};A_{Cu}}
\approx \frac{2{,}70\times1{,}68}{8{,}96\times1}
\approx \frac{2{,}70\times1{,}68}{8{,}96\times1}
\approx0{,}51.$$
Isso significa que, apesar de precisar de seção maior, o cabo de alumínio pesa quase a metade do de cobre.
Isso significa que, apesar de precisar de seção maior, o cabo de alumínio pesa quase a metade do de cobre.
Resposta
- O alumínio tem densidade bem menor que o cobre, então o cabo, mesmo com seção maior, fica quase metade do peso. A economia de peso reduz o esforço nas torres e o “sag” dos cabos.
- O alumínio é mais barato e abundante que o cobre, o que reduz consideravelmente o custo de instalação em longas distâncias.