Quais são os principais tipos de materiais condutores e isolantes usados em instalações elétricas industriais?
Passo 1
Beleza, o exercício pergunta: “Quais são os principais tipos de materiais condutores e isolantes usados em instalações elétricas industriais?”
Conteúdo: materiais elétricos (condutividade e isolação).
O que precisamos:
Conteúdo: materiais elétricos (condutividade e isolação).
O que precisamos:
- Entender o que faz um material ser condutor ou isolante (teoria de condutividade e resistividade).
- Mostrar exemplos práticos de cada um usados em indústria.
Passo 2
Teoria básica de condutores
- Num condutor, os elétrons de valência saltam facilmente de átomo em átomo, criando uma “corrente elétrica”.
- A grandeza que mede essa facilidade é a condutividade elétrica σ (siemens por metro, S/m). O inverso é a resistividade ρ (ohm·m), ou seja σ = 1/ρ.
- Quanto maior σ (ou menor ρ), melhor o material conduz.
Passo 3
Principais materiais condutores
- Cobre (Cu):
- σ ≃ 5,8·10^7 S/m.
- Vantagens: barato, bom de soldar, alta maleabilidade.
- Uso: cabos de energia, barramentos.
- Alumínio (Al):
- σ ≃ 3,5·10^7 S/m (um pouco pior que o cobre).
- Vantagens: mais leve, mais barato em peso, bom para linhas aéreas.
- Prata (Ag):
- σ ≃ 6,3·10^7 S/m (melhor condutor do que o cobre).
- Desvantagem: preço alto, uso limitado a contatos críticos e blindagens especiais.
Passo 4
Teoria básica de isolantes
- Num isolante, os elétrons estão fortemente ligados ao núcleo e não fluem.
- Resistividade ρ é muito alta (≥10^12 Ω·m), condutividade σ é quase zero.
- O objetivo é impedir fuga de corrente, proteger contra choques e curto-circuitos.
Passo 5
Principais materiais isolantes
- PVC (policloreto de vinila):
- Barato, flexível, usado como capa de cabos.
- PE (polietileno) e XLPE (polietileno reticulado):
- Melhor resistência térmica e dielétrica, usado em cabos de média/alta tensão.
- Borrachas sintéticas (EPR, silicone):
- Boa flexibilidade, resistente a altas temperaturas e intempéries, usado em cabos flexíveis.
- Cerâmica e porcelana:
- Usadas em isoladores de postes e barramentos de alta tensão.
- Vidro e mica:
- Em componentes especiais (bujões, discos, placas isolantes de equipamentos de alta tensão).
Resposta
Materiais condutores principais:
- Cobre, Alumínio, Prata.
Materiais isolantes principais:
- Plásticos (PVC, PE, XLPE), borrachas (EPR, silicone), cerâmica/porcelana, vidro, mica.