ESCOLA SECUNDÁRIA DA RAMADA CURSO PROFISSIONAL DE TÉCNICO DE ENERGIAS RENOVÁVEIS Tecnologias e Processos – 1º I Ficha Informativa e de Trabalho PROPRIEDADES E GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS 1) CONDUTIBILIDADE ELÉCTRICA – Propriedade que os materiais têm de conduzir a corrente eléctrica, com maior ou menos facilidade. O material com melhor condutibilidade eléctrica é a prata. 2) RIGIDEZ DIELÉCTRICA – É a tensão máxima, por unidade de comprimento, que se pode aplicar aos materiais isolantes sem romper as suas características isolantes (KV/cm). O material com melhor rigidez dieléctrica é a mica. 3) CONDUTIBILIDADE TÉRMICA – É a propriedade que os materiais têm de conduzirem, com maior ou menor facilidade, o calor. A prata e o cobre são bons condutores térmicos. 4) MALEABILIDADE – É a propriedade que os materiais têm de se deixarem reduzir a chapas. Exemplos: ouro e prata. 5) DUCTILIDADE – É a propriedade de se deixarem reduzir a fios, à fieira. Exemplos: ouro, prta, cobre e ferro. 6) TENACIDADE – É a propriedade de resistirem à tensão de rotura, por tracção ou compressão. A tensão de rotura é expressa Kg/mm2. Exemplos: cobre duro e bronze silicioso. 7) MAQUINABILIDADE – É a propriedade de os materiais se deixarem trabalhar por qualquer processo tecnológico, através de máquinas ferramenta. Exemplo: ferro. 8) DUREZA – Propriedade de os materiais riscarem ou se deixarem riscar por outros materiais. Exemplos de materiais duros: diamante, quartzo. 9) DENSIDADE – É a relação entre o peso da unidade de volume de um dão material e o peso de igual volume de água destilada a 4,1ºC e à pressão normal. Materiais condutores muito pesados são: mercúrio, prata. 10) PERMEABILIDADE MAGNÉTICA – É a propriedade que os materiais têm de se deixarem atravessar, com maior ou menor facilidade, pelas linhas de força do campo magnético. Exemplos: ferro-silício, ferro-fundido, etc. 11) ELASTICIDADE – Propriedade de retomarem a forma primitiva, depois de terem sido deformados por acção de um esforço momentâneo. 12) DILATABILIDADE – Propriedade de aumentarem em comprimento, superfície ou volume, por acção do calor. 13) RESILÊNCIA – Propriedade de resistirem à rotura, por pancadas “secas”. 14) RESISTÊNCIA À FADIGA – É o valor limite do esforço sobre o material, resultante de repetição de manobras. Cada manobra vai, progressivamente, provocando o “envelhecimento” do material. 15) FUSIBILIDADE – Propriedade de os materiais passarem do estado sólido ao líquido, por acção do calor. 16) RESISTÊNCIA À CORROSÃO - Propriedade que os materiais têm de manterem as suas propriedade químicas, por acção de agentes exteriores. Como se sabe, os materiais combinam-se com o oxigénio do ar, originando óxidos que, em muitos casos, acabam por destruir os materiais. A este fenómeno chama-se corrosão. Quanto à oxidação, podemos dividir os materiais em dois grupos: 1) Cobre, prata, alumínio e zinco que pouco se oxidam; 2) Ferro e aços onde é importante o fenómeno da corrosão. GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAS ELÉCTRICOS 1) RESISTÊNCIA ELÉCTRICA R L/ S 2) RESISTIVIDADE ELÉCTRICA RS / L [.mm /m ou .m] 2 3) COEFICIENTE DE TEMPERATURA 4) TENSÃO DE ROTURA - É a força, por unidade de superfície, que é necessário aplicar a um material, em tracção ou compressão, para este atingir o ponto de rotura (Kg/mm2). 5) LIMITE DE ELASTICIDADE – Esforço limite, abaixo do qual a deformação permanente do material é tão pequena que não afecta a sua forma. Acima deste ponto, a deformação é permanente. 6) TEMPERATURA LIMITE DE FUSÃO – Temperatura à qual o material funde. 7) TEMPERATURA DE FUNCIONAMENTO – Temperatura à qual o material deve funcionar, sem alterar permanentemente as suas características. 8) COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR – Alongamento, por unidade de comprimento do material e por unidade de aumento de temperatura. 9) CALOR ESPECÍFICO – É a quantidade de calor fornecida à unidade de massa do material, para uma variação unitária de temperatura. Expressa-se em caloria/grama/grau centígrado. 10) INTENSIDADE DE CORRENTE MÁXIMA ADMISSÍVEL – É a intensidade de corrente máxima que um condutor pode suportar permanentemente sem se danificar. 11) FACTOR DE PERDAS DE UM ISOLANTE – É uma grandeza adimensional, que traduz a percentagem de perda de energia eléctrica (por correntes de fuga) de um material isolante, em função da sua resistência de isolamento. O quadro que se segue, tem as propriedades mais importantes e aplicação mais usuais. Analisando-o, responda às seguintes questões: 1. 2. 3. 4. 5. Qual o condutor mais leve? Qual o melhor condutor? Qual a liga resistente com maior resistência à rotura? Qual o condutor com ponto de fusão mais elevado? Qual o material que tem coeficiente de temperatura negativo? PROBLEMAS 1. Que resistência óhmica tem, a 20ºC, um fio de cobre macio com 540 metros de comprimento e com uma secção de 6 mm2? (Solução: R = 1,55 Ω) 2. Para se construir uma resistência de 2,5 Ω com um fio de cromoníquel com 0,5 mm de diâmetro, que comprimento é necessário? 3. Um fio de cobre macio, com uma secção de 1,5 mm2, tem 50 metros de comprimento. Calcule: a) A resistividade do fio a 40º C.(Solução: 0,0185Ω.mm2/m) b) A resistência do fio a 40ºC. (Solução: 0,617Ω) c) A resistência do fio a 10ºC. (Solução: 0,55Ω)