No Brasil, existem inúmeras indústrias que têm necessidades diferentes de utilizar inúmeros tipos de cabos de cobre ou fios especiais a fim de satisfazer a todos os seus requisitos de operação.
O metal cobre é comumente utilizado na fabricação de fios e cabos de cobre. O metal em questão passa por inúmeras etapas desde a mineração até se convertido em fios ou cabos. Ele é amplamente usado nas redes elétricas, assim como em componentes eletrônicos. É preciso saber, antes de qualquer coisa, que o primeiro passo no processo de produção dos elementos citados acima é o esmagamento do metal.
O passo seguinte trata-se da moagem desse minério, que é realizada por grandes máquinas, que giram e vão transformando o metal em pó. A partir daí, o cobre é transformado em cátodo de cobre puro por dois processos. Um deles é a lixiviação, que é feita por meio de uma solução de ácido que dará forma ao elemento conhecido por sulfato de cobre. Já o refino eletrolítico prevê o tratamento deste minério em um tanque de processo eletrolítico.
Depois disso, a fundição do cobre reciclado começa sua nova etapa quando ele é fundido novamente. Aqui, essas fases de fusão e purificação de cobre, vão resultar em 99% de cobre puro. No processo de fabricação de fios e cabos de cobre, muitas técnicas inovadoras podem ser usadas na prática da produção, tornando mais fácil para as empresas que fabricam estes produtos atuar com total qualidade a preços muito competitivos. É importante ressaltar que o cobre é convertido em fios e cabos de diversas formas, independente do tamanho e espessura.
Existem muitas indústrias que têm necessidades diferentes de utilizar inúmeros tipos de cabos de cobre ou fios especiais a fim de satisfazer a todos os seus requisitos de operação. Alguns fabricantes de fios de cobre também produzem artigos totalmente personalizados, que seguirão uma padronização orientada para o cliente, cabendo ao interessado contratar apenas o que lhe interessa.
Observação
O cobre é um metal encontrado em abundância na natureza, sendo largamente usado em aplicações comerciais e industriais por conta de suas inúmeras propriedades. Por fim, vale ressaltar novamente que ele é um minério altamente maleável e muito dúctil, extremamente macio em seu estado puro, e é também reconhecido por sua boa condução de calor e eletricidade.
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Um fio elétrico é o componente eletrotécnico usado para transportar eletricidade a fim de transmitir energia ou informação . É feito de um material condutor, simples ou multifilamentar, geralmente envolto por um envelope isolante (plástico, Teflon, etc.). O interior do fio elétrico é chamado de "núcleo" do fio.
Representação simbólica de um fio elétrico em um circuito.
Fios elétricos trançados isolados.
Fio ou cabo
Cabo elétrico monofásico de 3 fios:
- Fase: marrom
- Neutro: azul
- Terra: Verde / Amarelo.
Algumas pessoas confundem as palavras "fio" e "cabo", ou pensam que são sinônimos, visto que os fios elétricos muitas vezes se agrupam em um cabo elétrico com cores padronizadas (de acordo com a função), a fim de reconhecer o papel de cada um, e rodeado por uma bainha isolante. Esses cabos elétricos podem transmitir sinais ou dados ( analógicos ou digitais ) além de, ou em vez da transmissão de energia elétrica .
Este conceito de cabo pode ser estendido ao cabo submarino que pode integrar tudo além de fios (cabo elétrico, tubos de refrigeração, fibra óptica, sinalização , etc. ).
Materiais usados
Os materiais utilizados apresentam características interessantes no que diz respeito à resistência elétrica, peso, resistência mecânica, custo .
Cobre
Excelente condutividade, metal maleável.
Fio cilíndricoO cobre é o metal mais amplamente usado para fazer fios e cabos elétricos porque tem excelente condutividade elétrica . É utilizado tanto em fio de seção cilíndrica de fio único (rígido), ou em seção sempre cilíndrica porém de fio múltiplo ou (flexível) . Para torná-lo mais flexível, ele é usado como uma liga com outros metais . O fio de cobre é protegido:- por película de verniz, quando utilizada na fabricação de enrolamentos, transformadores, eletroímãs ;
- por uma camada plástica colorida, na maioria dos outros casos. Essas proteções fornecem isolamento sem prejudicar a conformação dos chamados fios “rígidos”;
- Antigamente se usava trança de algodão, borracha natural e às vezes papel para isolamento dos fios, essas técnicas desapareceram por questões de segurança e custo.
Alumínio
Propriedades do alumínio: boa condutividade, metal leve, moderadamente maleável.
O alumínio é frequentemente utilizado na transmissão de eletricidade de alta potência quando a seção do cabo e seu comprimento eliminam o cobre, devido à sua massa específica mais elevada. É quase exclusivamente usado em núcleos de múltiplos fios, por causa das seções em jogo e sua relativa rigidez. Sua relativa facilidade de quebra durante a torção e manuseio torna-o indesejável em um ambiente doméstico.
É usado no lugar do cobre assim que a restrição de peso se torna importante: aeronáutica, conquista do espaço, etc.
Foi usado localmente, em ambientes domésticos, após a guerra devido à escassez de cobre.
Aço
Motor de metrô com trilho de tração.
Propriedades do aço: condutividade média, alta resistência ao alongamento, pesado e pouco maleável.
O aço é usado, em geral, como suporte para cabos de alumínio ou cobre em cabos que descrevem grandes vãos, a fim de fornecer uma resistência à tração que o alumínio ou o cobre seriam incapazes de suportar sem alongamento e ruptura excessivos, especialmente em caso de aquecimento significativo.
Mais especificamente, o aço também é usado para o transporte de energia no ambiente ferroviário . Uma polaridade é transportada através da catenária, a outra polaridade usa os trilhos de aço como suporte . No caso particular do metrô, a polaridade positiva é frequentemente distribuída por meio de uma linha de contato com o solo também feita de aço.
Prata
Propriedades da prata: excelente condutividade, metal precioso .
A prata é usada para diminuir a resistência de contato, em sistemas de conexão e sistemas de comutação, como contatos de relé. Porém, requer um sistema de limpeza, geralmente automático, para evitar que a oxidação da superfície comprometa sua boa condutividade elétrica.
É utilizado em determinados fios, com liga de cobre para garantir uma boa flexibilidade ao fio.
Também pode ser misturado com ouro, o que lhe dá maior flexibilidade e, ao mesmo tempo, reduz o preço do fio de ouro. Isso é usado em robótica, por exemplo, para fazer conexões de alta precisão.
Ouro
Propriedades do ouro: excelente condutividade, aço inoxidável, metal precioso.
O ouro é usado com parcimônia, em uma camada muito fina depositada por eletrólise ( flash ), em sistemas elétricos e, muito mais em eletrônica, tanto para evitar a oxidação de contatos, entre outros do backplane, mas também daqueles trilhos do circuito impresso .
Como a prata, pode fazer ligações muito boas entre condutores independentes, mas com a vantagem de não oxidar e proteger o metal do condutor (cobre, prata, etc. ) de qualquer oxidação, na eletrônica digital os contatos entre as várias cartas e removíveis os componentes são sistematicamente dourados com ouro ou uma liga com alto teor de ouro.
Isolantes
Abaixo, uma lista não exaustiva de isoladores elétricos:
- polietileno (PE);
- polietileno-clorossulfonado (Hypalon);
- borracha de silicone ;
- etileno-propileno (EPR), amplamente utilizado para cabos de baixa e média tensão em ambientes hostis;
- polietileno quimicamente reticulado (PRC);
- polietileno reticulado (PER, XLPE);
- policloropreno ;
- cloreto de polivinilo (PVC);
- isolamento mineral;
- isolamento SH (sem halogênio) reticulado;
- bainha SH reticulada (livre de halogênio);
- bainha SH (sem halogênio) reticulada para cabo flexível;
- bainha SH termoplástica;
- isolamento termoplástico SH.
Ligas
Almelec
"Almelec" é uma liga de alumínio, magnésio e silício principalmente utilizada para a construção de redes elétricas aéreas. Sua resistividade (32,5 × 10 −9 Ω m ) é aproximadamente o dobro do cobre, mas suas características mecânicas permitem resistir a restrições ambientais ( vento, geada, neve, variações de temperatura ).
Constantan
“Constantan” é uma liga de cobre e níquel cuja resistividade é quase independente da temperatura. É usado para obter certos sensores de temperatura e sensores de corrente chamados shunts elétricos .
Supercondutividade
Liga de Cuprato-Bismuto
As ligas à base de cuprato têm a característica de se tornarem supercondutoras a temperaturas relativamente altas (-170 a −200 ° C ), o que as torna interessantes para a transmissão de energia elétrica por serem resfriadas com hélio ou hélio . Nitrogênio líquido.
Formulários
O fio elétrico é um componente ainda muito utilizado na maioria das aplicações nas áreas de eletricidade, eletrônica e engenharia elétrica. Em particular, é o principal constituinte de certos protótipos de placas eletrônicas ( tecnologia de embalagem ). A nomenclatura de cabos e fios elétricos atende a diversos padrões dependendo do país e do uso.
Para transmissão de dados, tende a enfrentar a concorrência de tecnologias “sem fio”: telecomunicações ( telefonia ), redes de computadores ( rede sem fio ) e, possivelmente, transmissão sem fio de energia elétrica em distâncias muito curtas.
Seções padronizadas
Na França, as seções padronizadas para fios de cobre usados em corrente de baixa tensão (230 V ) são:
- 0,6 ou 0,9 mm 2 (fios rígidos isolados uns dos outros juntos em um cabo com ou sem blindagem): fio de conexão de um conector de telefone ou computador a uma tomada de parede, tipo RJ11 ou RJ45;
- 0,75 ou 1 mm 2 (fio flexível): fio de conexão de um dispositivo elétrico a uma tomada de parede, de uma luminária a uma caixa de junção;
- 1,5 mm 2 : menos de 16 A ; fornecimento de energia a partir de uma tomada em rede de oito tomadas ou menos, fornecimento de energia a um circuito de iluminação com oito lâmpadas ou menos, fornecimento de energia a uma ventilação mecânica controlada doméstica, fornecimento de energia a um circuito de aquecimento elétrico com menos potência a 3.500 W ;
- 2,5 mm 2 : menos de 20 A ; alimentação de um circuito com doze ou menos tomadas elétricas, alimentação de um circuito de aquecimento elétrico com potência inferior a 4.500 W ; fornecimento de tomadas especializadas (máquina de lavar louça, máquina de lavar roupa, forno);
- 6 mm 2 : menos de 32 A ; fornecimento de forno elétrico ou placas de fogão;
- 10 mm 2 : conexão de um painel de proteção e distribuição ao medidor para energia doméstica moderada (assinatura 15/45 A );
- 16 mm 2 : idem para alta potência doméstica (assinatura 36/60 A );
- 25 mm 2 :
- fio isolado: idem para energia doméstica muito alta (assinatura 60/90 A ),
- fio desencapado: conexão do terminal de aterramento do quadro elétrico à estaca ou ao laço de cobre (ele mesmo em fio desencapado de 25 mm 2 ) enterrado.
| Disjuntor monofásico (corrente nominal) | Seção de cobre | ||
| 10 mm 2 | 16 mm 2 | 25 mm 2 | |
| 45 A | 22 m | 36 m | 56 m |
| 60 A | - | 27 m | 42 m |
| 90 A | - | - | 28 m |
Os fios são todos rígidos, com exceção dos fios que conectam os dispositivos às tomadas da parede, os fios que fornecem as luzes e os fios de baixa corrente (sonda de temperatura). Com exceção do cabo que conecta o terminal de aterramento do quadro elétrico ao aterramento enterrado, todos os cabos devem ser isolados. Os cabos que fornecem os circuitos também devem ser revestidos:
- são usados cabos “multipolares” pré-revestidos;
- os cabos individuais são passados por uma bainha flexível ( ICTA, isolamento dobrável elástico transversalmente corrugado) ou rígida (IRL, isolamento rígido liso);
- ou, no caso de instalação “superficial” (instalação exposta), cabos individuais são passados sob um duto isolante.
Estimando o comprimento de um fio em um carretel ou carretel
O comprimento do fio em um carretel ou carretel pode ser estimado com a fórmula:
ou :
- l é a estimativa do comprimento do fio;
- L é a largura da bobina ou bobina;
- d é o diâmetro interno da bobina ou bobina;
- D é o diâmetro externo do fio na bobina ou carretel;
- f é o diâmetro do fio.
usar
Transporte de energia
Um fio, ou um cabo composto por vários fios, permite o transporte de energia elétrica, mesmo por longas distâncias.
Transmissão de sinal
Em telecomunicações, eletrônicos, computadores ou automação residencial, um fio elétrico é usado para transmitir um sinal ou informação.
Linha de transmissão
A linha de transmissão é uma noção teórica muito importante no campo das telecomunicações, pois descreve a influência de um condutor elétrico na transmissão de sinais de alta frequência.
Antena de fio
O fio eléctrico antena de rádio é dedicado a recepção de rádio e de transmissão de rádio no rádio frequência do espectro para a alta frequência, média frequência e baixa frequência bandas .
Notas e referências
- ↑ [PDF] (en) Uma breve história do dielétrico EPR, no site ims.uconn.edu
- ↑ Relatório n o 3477 (19 de dezembro 2001) - Técnicas experimentais, assemblee-nationale.fr
- ↑ Qual é a seção do cabo de alimentação que deve ser colocada entre a caixa Enedis na linha da propriedade e a casa? , em promotelec.com de 16 de outubro de 2017, consultado em 30 de março de 2019
Veja também
Artigos relacionados
- American Wire Gauge
- Cabo elétrico
- Linha de transmissão
- Linha de alta tensão
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