Condutores e isolantes elétricos!

Você sabe a diferença entre materiais isolantes e condutores? Sabe quais são usados em instalações elétricas e quais funções eles possuem? No artigo de hoje, vamos explicar o que são os condutores e isolantes elétricos. Então vamos lá pessoal!

A maioria dos materiais são condutores ou isolantes! Esses materiais atuam tanto aumentando o fluxo de energia quanto inibindo a sua propagação.

Nos átomos que compõem esses materiais existem núcleos com cargas positivas, envoltos por elétrons com cargas negativas. Para os condutores e isolantes, o núcleo com carga positiva não se move, o que faz com que a principal diferença entre os condutores e os isolantes esteja no movimento dos elétrons.

Materiais isolantes elétricos

Os materiais isolantes ou dielétricos são caracterizados por apresentarem uma resistência considerável à passagem de corrente elétrica se comparados aos materiais condutores elétricos.

Nos materiais dielétricos, os elétrons estão fortemente ligados ao núcleo de seus átomos e a condução só é possível na presença de campos elétricos elevados.

Entre os materiais isolantes mais conhecidos podemos citar:

Os isolantes são essenciais para a segurança em eletricidade, pois eles isolam os condutores elétricos, impedindo choques e curtos-circuitos. Eles garantem a segurança e a integridade dos profissionais, usuários e equipamentos elétricos. E além disso, eles são muito usados para impedir a passagem de corrente ou para evitar a fuga da corrente elétrica em um cabo condutor.

Materiais condutores elétricos

Os materiais condutores elétricos, condutores de eletricidade ou simplesmente condutores são caracterizados por apresentarem baixa resistência à passagem de corrente elétrica.

Nos condutores, os elétrons estão mais distantes do núcleo de cada átomo e são fracamente ligados a seus átomos particulares, podendo percorrer de forma livre o material.

Os condutores não possuem a capacidade de se mover por conta própria e por isso precisam ser estimulados para entrar em movimento. Isso pode ocorrer ao ligar os extremos do condutor em uma bateria, por exemplo, ou submetendo a uma força ou campo elétrico.

Ao receber esses estímulos, os elétrons presentes no condutor se movem pelo material, permitindo o surgimento da corrente elétrica.

Os materiais condutores mais utilizados nos fios e cabos são: o cobre e o alumínio, por terem boa condutividade e serem encontrados em maior quantidade na natureza, porém, os metais em geral são bons condutores elétricos.

Os condutores de alumínio são os mais empregados nas redes externas de baixa tensão, já nas redes de transmissão e distribuição os mais utilizados são os cabos de aço.

Em instalações internas das construções, recomenda-se o uso de fios de cobre encapados.

Padronização dos condutores

A padronização dos condutores elétricos no Brasil segue as normas determinadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). A ABNT fiscaliza a qualidade do material, a espessura e o local de aplicação dos condutores elétricos.

Os sistemas de padronização mais comuns de condutores elétricos são:

Padrão AWG

O padrão AWG (American Wire Guage) é um padrão norte-americano que padroniza os condutores elétricos numa codificação numérica, seguindo uma escala.

Esse padrão serve tanto para cabos elétricos de cobre ou alumínio quanto para outros tipos de fios e cabos. No Brasil ele é usado, geralmente, somente para classificar cabos de média espessura.

Nessa escala, quanto maior o número, mais fino é o condutor.

Padrão MCM

O padrão MCM (Mil-Circular-Mil) também é norte-americano. Ele é específico para padronizar as bitolas dos cabos de grandes espessuras.

Ao contrário do sistema AWG, quanto maior o número, mais grosso é o condutor.

Padrão IEC

O padrão IEC é o sistema adotado pela ABNT, a partir de novembro de 1980! Foi desenvolvido pela IEC (Internacional Eletrotecnical Comission), traduzindo, Comissão Eletrotécnica Internacional. O padrão IEC baseia-se no sistema métrico decimal.

A bitola do condutor é determinada pela seção transversal, ou seja, a área do corte transversal do condutor, especificada em mm².

Quanto maior a seção transversal, em mm², mais grosso será o condutor.

Termos e formatos dos condutores

Os termos e formatos dos condutores também são classificados pela ABNT. A terminologia varia de acordo com a especificação, tipo e aplicação dos condutores.

Os termos mais usados na classificação de condutores são:

Fios

Os fios geralmente são rígidos, de forma cilíndrica e esticada, bem como com seção transversal circular. Eles são formados por apenas um condutor!

Cabos

Já os cabos são condutores formados por um ou vários grupos de fios. Os cabos podem ser singelos ou múltiplos! Os cabos singelos possuem apenas um grupo de fios, formando apenas um condutor. Já os cabos múltiplos possuem diversos grupos de fios, formando vários condutores isolados entre si.

Na imagem abaixo, vemos alguns exemplos de fios e cabos.

Fios e cabos condutores de eletricidade.

Exemplos de fios e cabos.

Os cabos podem ser flexíveis ou extra flexíveis, paralelos ou trançados e simples ou polarizados.

Eles, normalmente, são formados por um grande número de fios muito finos, sendo usados na alimentação de máquinas móveis e motores. Os fios e cabos podem ser tanto encapados quanto nus!

Podemos ver na imagem abaixo alguns tipos de cabos.

Modelos de condutores elétricos.

Tipos de cabos condutores.

Barras

As barras são condutores de seção retangular (cobre) ou circular (alumínio), usadas para fazer barramentos em quadros de distribuição.

Cordoalhas

As cordoalhas são cabos muito flexíveis, formados por um grande número de fios trançados num único condutor. São empregadas em máquinas móveis, cabos de bateria e solda elétrica.

Fibra ótica

As fibras óticas são utilizadas em muitas atividades do setor eletroeletrônico para transmissões de dados, telecomunicações, aparelhos médicos, informática e outros.

As transmissões ocorrem quando se lançam sinais luminosos em uma das pontas, percorrendo a fibra em reflexões sucessivas. O sinal luminoso transmitido na fibra ótica alcança altíssima velocidade e percorre longas distâncias com pouca perda.

Vantagens da fibra ótica sobre os fios de cobre em telecomunicações e informática:

Veja na imagem abaixo alguns exemplos de condutores.

Barra, cordoalha e fibra ótica.

Modelos de condutores elétricos.

Os condutores encapados possuem um revestimento externo que varia de acordo com a sua aplicação. Fios para enrolamento de motores, geradores, transformadores e bobinas são isolados com verniz industrial, que é um isolante altamente resistente ao calor, umidade e impactos, além de apresentarem um volume reduzido no isolamento.

Para os condutores de uso geral e as fitas isolantes, em baixas tensões, são empregadas as borrachas artificiais e plásticos anti-chamas.

O motivo para a capacidade de condução de corrente elétrica dos materiais baseia-se na teoria chamada de teoria de bandas.

De acordo com a teoria de bandas, nos materiais isolantes, os elétrons têm níveis de energia abaixo do mínimo necessário para serem conduzidos. Já nos materiais condutores, os elétrons apresentam níveis de energia maiores que a energia mínima para que ocorra sua condução.

O gap é uma energia que quantifica quais elétrons podem ou não ser conduzidos. Nos materiais isolantes, o gap é muito grande e, por isso, é necessário que se aplique neles uma grande quantidade de energia para que elétrons se movam.

Já nos materiais condutores, o gap de energia é nulo ou muito pequeno, de forma que os elétrons podem se deslocar facilmente em seu interior.

Se você deseja conhecer mais sobre os condutores elétricos, recomendamos que assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica.

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