TRABAJO DE MODALIDAD
“LOS CONDUCTORES ELECTRICOS”
PRESENTADO POR: Astrid Alvarez Y Natalia Bernal
PRESENTADO A: ING. Quevin Barrera
BRAULIO GONZALEZ (sede campestre)
DECIMO D
2014
CONDUCTORES
ELECTRICOS
DESCRIPCION
Los materiales conductores
son aquellos materiales cuya resistencia al
paso de la corriente es muy baja, recordemos que un buen aislante presenta una
resistencia de hasta 1024 veces mayor que un buen conductor.
En general podemos denominar material conductor a cualquier
sustancia o material que sometido a una diferencia de potencial eléctrico
proporciona un paso continuo de corriente eléctrica.
En general todas las sustancias en estado sólido
o líquido poseen la propiedad de
conductividad eléctrica, pero algunas sustancias son buenos conductores, las
mejores sustancias conductoras son los metales.
Dentro de los
materiales metálicos más utilizados mencionamos: la Plata, el cobre, aluminio, aleaciones de
aluminio, aleaciones de cobre y conductores compuestos de aluminio-acero y
cobre-acero cuyas aplicaciones en las industrias eléctricas
son muy útiles. y soluciones
salinas (por ejemplo, el agua de
mar) o cualquier material en estado de plasma.
·
COBRE:
Símbolo: Cu.
Densidad: 8.9 Kg/dm3
Resistencia Específica?: 0.0178
Conductividad: 56
Propiedades: El cobre es, después de la plata, el
metal que tiene mayor conductividad eléctrica; las impurezas, incluso en
pequeña cantidad, reducen notablemente dicha conductividad. También después de
la plata el cobre es el metal que mejor conduce el calor.
No es atacado por el aire seco;
en presencia del aire húmedo, se forma una platina (Carbonato de
Cobre), que es una capa estanca, que protege el cobre de posteriores ataques.
Aplicaciones: El cobre puro, con
un grado de pureza del 99.9%, se fábrica generalmente por procedimientos electrolíticos.
Su denominación normalizada es KE-CU (Cobre Catódico). Industrialmente, solo se
emplea como material conductor cobre electrolítico.
El cobre Electrolítico se emplea en electrotecnia
especialmente como material conductor para líneas eléctricas y colectores y
como material de contacto en interruptores de alta tensión. Se utiliza también,
por su elevada conductividad térmica, por ejemplo en equipos de soldadura,
tubos de refrigeración y
superficies de
·
ALUMINIO:
Símbolo: Al.
Densidad: 2.7 Kg/dm3
Resistencia Específica ?: 0.0278
Conductividad: 36
Punto de Fusión: 658 °C
Propiedades: El aluminio presenta buena
conductividad eléctrica y es también buen conductor del calor. Es fácil de
conformar por laminado y estirado. Su resistencia es ala tracción, modelando,
es de 90 a 120 N/mm2 y laminado en caliente de 130 a 200 N/mm2. A la inversa,
el alargamiento, varía entre 35 y 3%. El aluminio se puede alear fácilmente con
otros metales. Sometido a la acción del
aire, se cubre de una capa de óxido, que debido a su estanqueidad protege de
oxidación ulterior al metal situado bajo la misma, por lo que el aluminio es
resistente a la corrosión.
El aluminio se puede estañar y soldar. Como material conductor se emplea
exclusivamente aluminio puro (99,5 % Al). El aluminio purísimo (Krayal)
contiene 99,99999 % Al: su conductividad aumenta al bajar su temperatura,
hasta, a 4,2 K.
Aplicaciones: El aluminio puro se emplea, debido a
su resistencia a la corrosión y a su baja densidad,
para revestimientos de cables. Su buena deformabilidad lo hace apropiado para
láminas de condensadores,
su buena colabilidad para jaulas de rotores y su buena conductividad para
líneas aéreas.
·
AIRE
IONIZADO:
·
AGUA:
Compuesto de hidrógeno y oxígeno,
de fórmula H2O. Líquido incoloro, inodoro e insípido, esencial para
la vida de los animales y plantas,
de los que entra a formar parte. Muy abundante en la naturaleza,
no se encuentra en la misma en estado puro, sino con gran variedad de
sales minerales disueltas.
Sus puntos de fusión (0ºC) y ebullición (100ºC) son la base de las distintas
escalas de temperatura.
Para el transporte de energía eléctrica, así como
para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es
el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos). La plata también es un buen conductor, pero no
es tan bueno como el cobre, y debido a su precio elevado no se usa con tanta
frecuencia. También se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene unaconductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin
embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más
indicado en líneas aéreas que en la transmisión de energía eléctrica en
las redes de alta tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree,
el oro es levemente peor conductor que el cobre; sin
embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su
durabilidad y “resistencia” a la corrosión.
La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica
Internacional en 1913 como la
referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el International
Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o
IACS. Según esta definición, la conductividad del cobre recocido medida a
20 °C es igual a 58.0 MS/m.2 A este valor es a lo que se llama 100% IACS y
la conductividad del resto de los materiales se expresa como un cierto
porcentaje de IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad
inferiores a 100% IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres
especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.3
Resistencia. R (Ω)
La
resistencia es la oposición que cualquier material ofrece al paso de la
corriente eléctrica. Aunque su
Estudio
se remonta a los primeros descubrimientos eléctricos, no se interrelacionó con
otras magnitudes
eléctricas
hasta que George Simón Ohm formuló su ley fundamental, base de toda la
electricidad, que
ligaba
esta oposición con la tensión o diferencia de potencial y la intensidad que
circulaba por un circuito.
I = U o
bien
R = U [1.1]
Conceptualmente
la resistencia de cualquier elemento conductor depende de sus dimensiones
físicas y
De
la resistividad, pudiéndose expresarse como:
R = ρ L
[1.2]
Dónde:
R = Resistencia eléctrica a 20ºC (en Ω)
ρ =
Resistividad (en Ω·mm2/m)
L = Longitud del cable (en m)
S = Sección del cable (en mm2)
Aproximadamente
un 2%
Figura 1.1 Constitución de un cable eléctrico. Comparación entre
longitudes
Figura 1.2 Comparación entre conductores de cobre y aluminio a igualdad
de resistencia
A igualdad de Resistencia eléctrica, el
cable de aluminio es de mayor tamaño, debido a que es peor
Conductor.
• Aun con su mayor tamaño, el cable
de aluminio es a igualdad de resistencia eléctrica, la mitad de
Pesado. Esto es una gran ventaja, tanto
para el transporte como para su colocación en las altas torres
Metálicas.
• También a igualdad de Resistencia,
el cable de aluminio es más económico que el cable de cobre.
• Debido a su mayor diámetro, el
cable de aluminio es menos susceptible al efecto Corona.
• Pero debido a su bajo poder a la
tracción, el aluminio no puede tensarse, lo que imposibilita su
Utilización como conductor en las
líneas eléctricas.
CLASES DE RESISTENCIAS
a)
Metálicas: el material utilizado tiene generalmente forma de hilo o
cinta, que en este caso reciben el
nombre
de resistencias bobinadas. El hilo o las cintas están enrolladas sobre un
soporte de material
aislante.
El hilo es generalmente una aleación que contiene dos o más elementos, como
pueden ser el
cobre,
el hierro, el níquel, el cromo, el cinc o el manganeso.
b)
No
metálicas: el material utilizado es el carbón o el
grafito, los cuales tienen una elevada resistencia específica. Por esta razón
suelen construirse de menor tamaño que las resistencias bobinadas.
USOS
Aplicaciones
de los conductores:
ü Conducir
la electricidad de un punto a otro (pasar electrones a
través del conductor; los electrones fluyen debido a la diferencia
de potencial).
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