Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Departamento de Engenharia Elétrica

Texto

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Ewaldo Luiz de Mattos Mehl

Departamento de Engenharia Elétrica mehl@ufpr.br

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Materiais usados em Engenharia

Elétrica Condutores

Isolantes Semicondutores

Magnéticos

3

Supercondutores

Cu, Latão, Bronze, Al, Au, SnPb Resistentes

Ferro e aço

E

B

4

4

Materiais condutores são

bons condutores térmicos Materiais condutores

são bons condutores

elétricos

Presença de elétrons

livres

Ex: A resistividade (ρ) do cobre à

temperatura de 20ºC é de 0,0172 Ω.mm2/m 3

4

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5

São materiais com comportamento de condutores perfeitos, isto é, sem resistividade elétrica. Portanto conduzem a corrente elétrica sem dissipação de energia calorífica.

Os materiais atualmente disponíveis que são supercondutores só o são quando submetidos a temperaturas muito baixas.

Resistência

Temperatura

Comportamento das cerâmicas supercondutoras

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1908: Heike Kamerlingh Onmes (Universiteit Leiden, Holanda): liquefação do Hélio (4,2K)

1911: Onmes: Mercúrio sólido mergulhado em Hélio líquido:

Resistência elétrica nula.

Onmes verifica que o mesmo efeito ocorre em outros metais, cada qual numa temperatura bem definida:

gálio, tório, titânio, tálio, índio, estanho, tântalo, chumbo e nióbio.

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1933: Walther Meissner & Robert Ochsenfeld (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Berlin, Alemanha): Observaram a repulsão total do campo magnético em supercondutores (efeito Meissner).

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Um supercondutor atua como um material diamagnético perfeito quando colocado em um campo magnético e exclui totalmente o campo magnético.

Assim, as linhas de fluxo magnético evitam completamente o supercondutor

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7

8

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1957, John Bardeen, Leon Cooper & Robert J. Schrieffer (University of Illinois at Urbana-Champaign - UIUC): teoria BCS da supercondutividade (pares

eletrônicos).

1972: Prêmio Nobel de Física para Bardeen, Cooper & Schrieffer.

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 1986: A. Bednortz & Karl A. Muller (IBM Research Institute, Suíça):

cerâmica de La-Ba-Cu-O (35K).

 1987: Prêmio Nobel de Física para Bednortz & Muller.

 1987: M. K. Wu & C.W. Chu (Alabama University):

cerâmica Y1Ba2Cu3O7 (92K)

 1988: H. Maeda: Bi

2

Sr

2

Ca

1

Cu

2

O

8

(110K)

 1988: Z. Z. Sheng & A. M. Hermann:

Tl

2

Ba

2

Ca

2

Cu

3

O

10

(125K)

 1993: A. Schilling: HgBa

2

Ca

2

Cu

3

O

8

(133K)

1 1

LN

2

= 77K

Bednortz (E) & Muller (D)

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11

12

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N2

He

Nitrogênio líquido

Hélio líquido

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LN

2

= 77K

.com/a/taming-high-temperature-superconductivity/

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 MRI = Magnetic Resonance Imaging

 Bobina de fios de Nióbio refrigerada a Hélio líquido

 Campo magnético: 1,5T a 3 T

 Não envolve radiação ionizante: segurança!

 Utiliza técnicas avançadas de processamento de imagens

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O primeiro equipamento de MRI foi construído na fábrica da SIEMENS em Erlanger (Alemanha) pelo físico Alexander Ganssen e pelo médico Arnulf Oppelt e tinha um magneto de 0,1 Tnão-supercondutor. A primeira imagem teve como voluntário o próprio Alexander Ganssen e foi obtida em novembro de 1979.

O primeiro equipamento comercial de MRI foi instalado pela SIEMENS em 1983 em um hospital nos EUA e já usava bobinas supercondutoras refrigeradas a hélio líquido, atingindo um campo magnético de 0,35T.

Nos primeiros modelos o hélio tinha que ter seu volume completado a cada 6 meses. Nos modelos atuais a perda de hélio é insignificante e o equipamento permanece ligado durante muitos anos (mas o sistema de refrigeração não pode ser jamais desligado, sob pena de ter que se abrir uma válvula de exaustão do hélio, que se torna gasoso.

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MRI Siemens modelo Magnetom Symphony

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 No equipamento Siemens modelo Magnetom Symphony, a corrente que circula na bobina supercondutora é da ordem de 700 A, gerando-se um campo magnético contínuo de

aproximadamente 1,5 T.

 Para efeito de comparação, o campo magnético da terra é da ordem de 0,00006 T.

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20

Aparelho de Anestesia marca “K. Takaoka” modelo

688RM, totalmente construído com materiais

não ´ferromagnéticos e portanto apropriado para

ser operado nas proximidades de equipamentos de Ressonância Magnética 19

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MRI Siemens modelo Magnetom Symphony (foto obtida logo após o acidente)

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Equipamento de anestesia Marca K. Takaoka, modelo Ergo Origami 2605, com partes metálicas ferromagnéticas e portantonão apropriado para ser operado nas proximidades de equipamentos de Ressonância Magnética

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Importância em Engenharia Elétrica

Cobre

Alumínio

Chumbo

Estanho Metais “puros”(*)

Níquel

Grafite

Ouro

Prata

Latão

Bronze Ligas metálicas

Sn+Pb

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(*) Na verdade o metal “mais puro”

que tiver o custo adequado para a aplicação. Por exemplo, o cobre eletrolítico, que é o mais usado para produção dos cabos, tem pureza de 99,99%. Já o alumínio utilizado para condutores tem uma pureza de cerca de 99,5%.

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Elemento químico de símbolo Cu.

Utilizado inicialmente no

Egito (6000 AC) com minérios obtidos próximo ao monte Sinai.

Amplamente utilizado no império romano.

A maior parte do cobre romano veio da Ilha de Chipre,

[que eles chamavam de Cyprium]

, o que deu origem à palavra Cuprum e à sigla Cu como símbolo químico do cobre.

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O cobre tem cor avermelhada característica, o que o distingue de outros metais, que, com exceção do ouro, são geralmente cinzentos, com diversas tonalidades.

O valor da condutividade informa sobre o grau de pureza do cobre, ou seja, a condutividade elétrica do cobre é muito influenciada na presença de impurezas, mesmo em pequenas quantidades.

Em eletrônica, a pureza do cobre é expresso em noves: 4N para 99,99%

e 6N para 99,9999%. Quanto maior o número, mais puro o cobre é.

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Condutor preponderante em eletricidade e eletrônica:

Alta condutividade [somente a prata seria melhor, mas fios de prata pura são frágeis]

Baixa oxidação na temperatura ambiente [alta oxidação se a temperatura for elevada]

Facilmente transformado em chapas finas e em fios de pequeno diâmetro [o estiramento a frio causa encruamento: necessário fazer o recozimento a temperatura entre 500ºC e 560ºC]

Custo crescente devido às jazidas minerais limitadas [alternativa:

Alumínio]

28

O principal minério de cobre é cuprita (óxido de cobre, Cu

2

O), seguido pela malaquita (carbonato básico de cobre), calcopirita (sulfeto de cobre e ferro, CuFeS

2

, o mais importante), bornita (sulfeto de cobre e ferro, monométrico), calcosita (sulfeto de cobre, Cu

2

S), e covelita (sulfeto de cobre com mica).

A porcentagem de cobre nesses minérios varia de 3,5 % a 0,5 %.

Cuprita Calcopirita Bornita Covelita

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As principais jazidas de Cobre se localizam no Congo, Rodésia, EUA, Austrália, Espanha, Suécia, Noruega e Chile.

https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-copper.pdf

O Brasil até 2018 ocupava a 18.ª posição entre os produtores mundiais de cobre.

Com a entrada em operação de novas minas no Pará em 2020, a posição brasileira saltou para o 10.º lugar.

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Mina de cobre Los Bonces da empresa Anglo American, nos Andes. A foto mostra uma lagoa com resíduos de cobre a 3500m de altitude, a 65 km de Santiago do Chile. A mina produz também molibdênio. Apesar de seu tamanho, é a 18.a mina no mundo em produção de Cobre.

Foto Ivan Alvarado/Reuters 31

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Mina de cobre Los Bonces da empresa Anglo American, nos Andes. A extração do minério é feita entre 3000 e 4200 m de altitude. O teor médio de cobre é de 0,32%. A mina produz também molibdênio.

Foto Martin Creamer - https://www.creamermedia.co.za

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https://youtu.be/fqmsatz9r0A https://youtu.be/PfVhUIk1ZjE

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A mina Escondida é uma mina a céu aberto e, sem dúvida, a maior mina de cobre do mundo.O Chile produz 23% da produção mundial de cobree a mina de Escondida por si só responde por quase um terço dessa produção, ou seja de 7% a 8% da produção mundial de cobre saem desta única 33

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Brasil:minério de cobre descoberto em 1874 na mina Caraíba, Vale do Curaçá, área do atual município de Jaguarari (BA), localizado no semiárido baiano no sertão da Bahia. Teor de cobre: 1,20%. Na época da descoberta o teor de cobre era considerado muito baixo para exploração comercial.

1969: O industrial Francisco “Baby” Matarazzo Pignatari, que já possuía a Companhia Brasileira do Cobre —CBC(minas de cobre em Camaquã, município de Caçapava do Sul/RS) financiou os

estudos de viabilidade econômica do depósito da mina Caraíba, visando à implantação de um complexo minero metalúrgico.

1970: O grupo Pignatari funda a empresa Caraíba Metais e inicia a exploração comercial a céu aberto da jazida de cobre. A receita da empresa é porém insuficiente para quitar as dívidas bancárias feitas na época da implantação do empreendimento.

1975: Francisco Pignatari entrega a Companhia Brasileira do Cobre - CBC, em Caçapava do Sul –RS, e Caraíba Metais, em Jaguarari - BA, ao governo federal, como quitação de dívidas contraídas em empréstimos bancários, avaliados em torno de cinquenta milhões de dólares. As empresas passam à administração federal pelo BNDES.

1977: Francisco Pignatari morre de leucemia aos 59 anos, na mesma época em que tem início a operação da mina subterrânea de cobre em Jaguari.

1994: Privatização da Caraíba Metais com o nome de Mineração Caraíba S.A: Branford Participações (28,25%) + Anaconda Group LLC (28,25%) + Zinia Participações S.A. (25,75%) + Empregados/ Outros (17,75%)

A mina de cobre de Caçapava do Sul/RS foi considerada exaurida e a Companhia Brasileira do Cobre foi fechada.

2006: a Mineração Caraíba S.A. é comprada pela Ero Copper Corporationcom sede em Vancouver, Canadá. Além da mina Caraíba, a Ero Cooper Corp tem no Brasil uma mina de ouro em Nova Xavantina (MT) e vai iniciar a exploração de cobre em Tucumã (PA).

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Pesquisas recentes mostraram que o vale do Rio Curuçá, no norte da Bahia, é uma área rica em minérios de Cobre e de Cromo. Foi também detectada também a presença de minérios de Titânio, Vanádio e Ouro.

A áreas está sendo chamada atualmente de Província Cuprífera do Vale do Rio Curaçá, mas há indícios que os depósitos ricos em cobre estendem-se mais para o Sul.

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Tucumã (PA)

Estimativa:

32,6 milhões t de recursos medidos, sendo 7,117 milhões t com teor de 2,16% Cu mais 25,476 milhões t com teor de 0,60% Cu.

A produção estimada é de 150.000t/ano de concentrado de cobre, a ser totalmente exportado para beneficiamento final fora do brasil. O concentrado deverá seguir por via fluvial.

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Mina de cobre Los Bonces da empresa Anglo American, nos Andes. A foto mostra uma lagoa com resíduos de cobre a 3500m de altitude, a 65 km de Santiago do Chile. A mina produz também molibdênio.

Foto Ivan Alvarado/Reuters 40

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Mina de cobre Los Bonces da empresa Anglo American, nos Andes. A extração do minério é feita entre 3000 e 4200 m de altitude. O teor médio de cobre é de 0,32%. A mina produz também molibdênio.

Foto Martin Creamer - https://www.creamermedia.co.za

Modernização da mina de cobre Los Bonces da empresa

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Anglo American (Chile)

https://youtu.be/fqmsatz9r0A https://youtu.be/PfVhUIk1ZjE

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Condutor preponderante em eletricidade e eletrônica:

Alta condutividade [somente a prata seria melhor, mas fios de prata pura são frágeis]

Baixa oxidação na temperatura ambiente [alta oxidação se a temperatura for elevada]

Facilmente transformado em chapas finas e em fios de pequeno diâmetro [o estiramento a frio causa encruamento: necessário fazer o recozimento a temperatura entre 500ºC e 560ºC]

Custo crescente devido às jazidas minerais limitadas [alternativa:

Alumínio]

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O principal minério de cobre é cuprita (óxido de cobre, Cu

2

O), seguido pela malaquita (carbonato básico de cobre), calcopirita (sulfeto de cobre e ferro, CuFeS

2

, o mais importante), bornita (sulfeto de cobre e ferro, monométrico), calcosita (sulfeto de cobre, Cu

2

S), e covelita (sulfeto de cobre com mica).

A porcentagem de cobre nesses minérios varia de 3,5 % a 0,5 %.

Cuprita Calcopirita Bornita Covelita

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As principais jazidas de Cobre se localizam no Congo, Rodésia, EUA, Austrália, Espanha, Suécia, Noruega e Chile.

https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-copper.pdf

O Brasil até 2018 ocupava a 18.ª posição entre os produtores mundiais de cobre.

Com a entrada em operação de novas minas no Pará em 2020, a posição brasileira saltou para o 10.º lugar.

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Royal Observatory, Edinburgh, Inglaterra.

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Estátua da Liberdade, Nova York, EUA

Oxidação Redução

2CuO (s) 2Cu (s)

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Estátua da Liberdade, Nova York, EUA

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Os processos de obtenção do cobre se classificam emprocesso secoepor via úmida.

Processo seco.Após a eliminação parcial do enxofre, efetua-se uma redução em fornos de fusão, através de carvão e aditivos ácidos que irão absorver grande parte do ferro.

2Cu2O + Cu2S→6Cu + 502

Por via úmida. Minérios pobres em cobre são industrializados por um processo úmido. Aplicando-se ao minério uma solução de enxofre, obtém-se uma solução de sulfato de cobre, da qual o cobre é deslocado pela ação do ferro.

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A pureza do cobre para fins elétricos deve atingir valores de 4N (99,99 %).

O cobre 4N também é conhecido como cobre eletrolítico.

O cobre é transformado em placas anódicas e inserido numprocesso eletrolítico.

O catodo é formado de chapas de cobre ultra puras e o eletrólito de uma solução de sulfato de cobre

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Fios e cabos elétricos.

Material condutor de placas de circuito impresso

Material de interconexão em circuitos integrados

Dissipadores de calor para dispositivos eletrônicos 51

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Conectores em geral

Espaçadores para PCI

Parafusos

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Principais ligas de cobre:

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Principais ligas de cobre:

latão (Cu + zinco), bronze (Cu + estanho), alpaca (Cu + níquel + zinco), cuproalumínio

cuproníquel cuprosilício

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“Alpaca” é a liga de Cobre, Níquel e Zinco:

CuZn

28

Ni

9

CuZn

27

Ni

18

CuZn

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Ni

9

CuZn

17

Ni

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Outros nomes:

Nickel silver, Maillechort, Prata Alemã, Argentan, New Silver, Nickel Brass, Albata, Alpacca

Uso em:

Instrumentos musicais, principalmente flauta transversa ziper, bijouterias, tiaras

talheres, moedas, estribos, bomba para chimarrão ou tereré, fivelas

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Rolls-Royce Silver Ghost

Automóvel fabricado em 1907, com painéis externos em Alpaca (sem pintura!)

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Conectores, principalmente para aterramento

Geralmente com 0,01% a 0,35%

de Fósforo (bronze fosforoso) 57

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Terceiro elemento mais abundante na Terra (O, Si, Al).

Representa aproximadamente 8,3% do peso do planeta Terra.

O nome alumium foi dado por Humphry Davy em 1808 ao tentar isolar (sem sucesso) o metal do mineralalumina.

Aluminium(UK)Aluminum(USA)

Isolado por Hans Christian Ørsted em 1825 e purificado por Friedrich Wöhler em 1827, até 1880 era considerado um metal precioso, com valor superior ao do ouro.

Exposto ao ar, oxida formando uma camada protetora de Al2O3

Extraído geralmente do mineralbauxita.

A purificação do alumínio representa um grande gasto de energia elétrica. Dependendo do teor de Al na bauxita e da fonte de energia, entre 20% a 50% do preço final do alumínio é devido à energia elétrica gasta na sua produção.

O processo industrial atual produz alumínio com pureza de 99,9%

Para eletrônica, existe também o alumínio SPA (super purity aluminium) com pureza de 99,999%

(Circuitos Integrados, CD, DVD)

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O alumínio é único metal 100% reciclável.

A reciclagem do alumínio utiliza somente 5% da energia e emite somente 5% de gases do que seria gasto e emitido para produzir igual quantidade a partir da bauxita.

O Brasil detém o recorde mundial em reciclagem de latas de bebida: 98,2%(Fonte:

Associação Brasileira dos Fabricantes de Latas de Alta Reciclabilidade–ABRALATAS e Associação Brasileira do

Alumínio –ABAL).

Apesar de que a alumínio reciclado tem o mesmo grau de pureza do alumínio original, é comercializado como alumínio secundário e usado principalmente para a produção de esquadrias para construção civil.

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1000 = alumínio puro até 99%. É o mais comum, usado na fabricação de recipientes para refrigerante e cerveja e esquadrias para construção civil

2000 = liga com cobre: obtém-se capacidade de ruptura compatível com o aço. Foi desenvolvido para uso aeronáutico, mas não é mais usado por problemas de fadiga.

3000 = liga com manganês.

4000 = liga com silício.

5000 = liga com magnésio.

6000 = liga de alta dureza com magnésio e silício. Usado em aplicações estruturais.

7000 = liga com zinco, obtém-se a liga de alumínio com a maior capacidade de ruptura. Utilizado atualmente em aplicações aeronáuticas.

8000 = liga com lítio, somente aplicações especiais.

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Desvantagem sob o ponto de vista da seção do condutor:

resistividade do cobre (ρ

Cu

) = 17,241 Ω.mm²/km

resistividade do alumínio (ρ

Al

) = 28,264 Ω.mm²/km

Como a resistividade do alumínio é maior que a do cobre, para conduzir a mesma corrente, a seção do condutor de alumínio deve ser maior que a do cobre.

Mesmo assim, a massa de alumínio será menor que a do cobre, uma vez que a densidade do alumínio é 30% da densidade do cobre:

𝜌𝐴𝑙

𝜌𝐶𝑢

=

28,26417,241

=1,64

Ou seja, para obter a mesma resistência elétrica do condutor de cobre, o condutor de alumínio terá área da seção transversal 64% maior que a seção transversal do condutor de cobre

(a maioria das publicações fala em seção 65% maior para o condutor de alumínio)

.

Exemplo: Condutor de cobre com 4mm² = condutor de alumínio com 6,56mm²

(ou 6,6mm²)

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Vantagem sob o ponto de vista de massa (peso):

densidade do cobre (d

Cu

) = 8,89g/cm³

densidade do alumínio (d

Al

) = 2,703 g/cm³

resistividade do cobre (ρ

Cu

) = 17,241 Ω.mm²/km

resistividade do alumínio (ρ

Al

) = 28,264 Ω.mm²/km

Como a resistividade do alumínio é maior que a do cobre, para conduzir a mesma corrente, a seção do condutor de alumínio deve ser maior que a do cobre. Mesmo assim, a massa de alumínio será menor que a do cobre, uma vez que a densidade do alumínio é 30% da densidade do cobre:

𝑀

𝐶𝑢

𝑀

𝐴𝑙

= 𝜌

𝐶𝑢

. 𝑑

𝐶𝑢

𝜌

𝐴𝑙

. 𝑑

𝐴𝑙

= 17,241 × 8,89 28,264 × 2,203 = 2

Ou seja, o condutor de alumínio, com a mesma resistência elétrica, terá a metade da massa (peso) do condutor de cobre.

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Emendas em Cabos de Alumínio

Quando exposta ao ar, a superfície do alumínio fica recoberta por uma camada invisível de óxido, de características altamente isolantes e de difícil remoção. Nas conexões com alumínio, um bom contato só será conseguido com a ruptura desta camada, e o principal motivo da utilização de conectores de pressão e aparafusados é essa ruptura. O cobre não traz este problema.

Além disso, o alumínio escoa com pequenas pressões, afrouxando as conexões. Com esse afrouxamento, há a possibilidade de formação de óxido, que

eleva a resistência elétrica da conexão e provoca seu aquecimento, que é uma causa potencial de incêndio em instalações de cabos isolados.

As emendas de cabos de alumínio devem ser feitas com

conectores apropriados e com o uso de uma pasta antioxidante.

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Cabos de Alumínio não devem entrar em contato direto com Cabos de Cobre

Além do problema da oxidação, o Cobre e o Alumínio são metais com eletronegatividade muito distintas. Não se deve fazer conexões diretas de cabos de alumínio com componentes de cobre, pois estes dois metais são galvanicamente incompatíveis. Com a presença de umidade forma-se uma pilha galvânica e o componente de cobre, que é um material mais nobre, corroerá a

conexão com o alumínio.

A foto mostra um cabo de alumínio e um cabo de cobre que foram unidos com um conector de torção, não

apropriado para este tipo de conexão.

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Conectores apropriados para conexão Cobre-Alumínio

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Devido ao alto custo do cobre e alto risco de vandalismo, tem-se usado barras de alumínio em para-raios

Nas hastes de aterramento é obrigatório usar barras de aço

revestidas de cobre (hastes bimetálicas) pois o alumínio enterrado diretamente no solo

seria rapidamente corroído 67

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A norma brasileira de instalações elétricas de baixa tensão (ABNT NBR 5410), em sua seção referente a condutores, traz diversas restrições ao uso de condutores de alumínio.

Essas restrições são quanto a:

locais: por exemplo, onde exista alta densidade de ocupação e condições de fuga difíceis, como hotéis e hospitais, é terminantemente proibido o uso de cabos com condutores de alumínio

seções (especificando seções maiores como sendo as mínimas, indiretamente se limita o uso dos condutores de alumínio a instalações de maior potência, onde deve haver um responsável técnico que saiba fazer as inspeções) e, cumulativamente, restringe-se o uso desses condutores onde explicitamente exige-se que a instalação e manutenção sejam feitas por pessoal qualificado.

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ABNT NBR 5410

A norma brasileira não prevê o uso de condutores de alumínio 69

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ABNT NBR 5410

Totalmente proibido o uso de condutores

de alumínio!

72

ABNT NBR 5410

Cu 16mm² = 61A

Al 16mm² = 48A

O menor condutor de

alumínio permitido é o

de 16mm² 71

72

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ABNT NBR 5410

Não são permitidos cabos flexíveis de

alumínio

O menor condutor de

alumínio permitido é o

de 16mm²

74

Resultado de vistoria feita no Canadá em uma residência construída por volta de 1965, na qual usou-se cabos de alumínio e de cobre. O Quadro de distribuição estava em ótimas condições mas diversas tomadas e interruptores apresentavam

superaquecimento. Como a casa teve vários proprietários ao longo destes anos, não é possível saber se as tomadas foram trocadas por pessoal não habilitado.

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Liga Eutética 63%SN 37%Pb

183ºC

A liga Estanho-Chumbo já era usada amplamente para a soldagem de cobre, latão e bronze e tem sido usada

em eletricidade e eletrônica há muitos anos

A liga com 63% de Sn e 37% de Pbé a que apresenta o menor ponto de fusão (183ºC) e é chamada em

metalurgia de LIGA EUTÉTICA

76

76

75

76

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Europa –desde julho de 2006:

WEEE (Waste of Electrical and Electronic Equip.) http://www.rohs.gov.uk/Docs/Links/WEEE%20directive.pdf

RoHS (Restriction of Hazardous Substances)

http://www.rohs.gov.uk/Docs/Links/RoHS%20directive.pdf

Substâncias proibidas:

Chumbo (solda para PCI)

Mercúrio (Interruptores, Relés e Baterias)

Cádmio (Interruptores e Relés)

Cromo Hexavalente (revestimentos metálicos)

Polybrominated biphenyls (PBBs)

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs)

RoHS(“ro-has”)

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Desenvolvimento de novas ligas metálicas para soldagem de circuitos eletrônicos

A solda RoHs tem uma aparência mais “fosca” que a

solda SnPb, que é brilhante A solda RoHs mas barata é a com 99,3%Sn 0,7%Cu

Temperatura de fusão:

217ºC a 220ºC

Não é verdadeiramente Eutética 77

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Do latim aurum, "brilhante“

É tão facilmente manuseável e maleável que, com apenas um grama de ouro, é possível obter um fio de 3 quilômetros de extensão e 0,005 milímetros de diâmetro, ou uma lâmina quadrada de 70 centímetros de largura e espessura de 0,1 micrômetro.

Aplicação em eletrônica: revestimento anticorrosivo

Preço elevado – Jazidas limitadas

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80

1. quantidade de ouro contida em uma liga [Essa quantidade corresponde a 1/24 da liga, tendo o ouro puro, portanto, 24 quilates.]

Os metais mais comuns utilizados nessas ligas são o cobre, a prata, o zinco, o níquel, o cádmio e o paládio

2. unidade de medida de peso usada para para diamantes, correspondente a 200 mg.

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Condutores que apresentam intencionalmente uma resistividade elétrica maior, com o objetivo de dificultar a passagem da corrente elétrica e produzir calor.

Aplicação: fabricação de “resistências” de aquecimento, resistores para eletrônica etc.

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Ligas de Níquel-Cromo

→ resistividade alta, grande resistência à oxidação em altas temperaturas.

Exemplos(*):

Nicromo-A (80%Ni + 20%Cr)

Cromax (30%Ni + 20%Cr + 50%Fe) Nicromo-C (61%Ni + 15%Cr + 24%Fe) Chromel (90 Ni + 10 Cr)

(*) Ligas com Fe não podem ser expostas à água!

→ usadas também como material resistivo para a fabricação de resistores para eletrônica (resistores de filme metálico)

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Ligas de Níquel e Cobre

→ termoestável, aplicável aos pares termoelétricos, resistência de precisão e em máquinas de precisão.

Exemplos:

Constantan (40%Ni + 60 Cu)

Manganina (84%Cu + 12% Mn + 4% Ni)

Prata alemã (18% Ni + 64%Cu + 18% Zn): usada em contatos de chaves e contatores

Cuprothal (44%Ni + 55%Cu+ Mn): usado em resistores de fio, com limite de até 400°C

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84

(43)

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Ligas de Níquel - Exemplos:

Invar (36%Ni + 63,5% Fe + 0,35% Mn): possui baixa dilatação e é utilizadas em guias de medidas em aparelhos de precisão

Alumel (94Ni + 3Mn + 2Al + Si):

resistências de fio

Invar: =1,2 ppm/°C)

Aço: = 11 a 15 ppm

Charles Édouard Guillaume Prêmio Nobel de Física, 1920

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Ligas de Cromo e Ferro

Utilizadas para aquecimento elétrico em geral.

Composição: Cr + Al + Co + Fe

Oxidam se entrar em contato com a água: podem ser usadas em aquecimento de água, porém na forma de resistências blindadas.

85

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