Materias eletricos

...

MECANISMO DE AUMENTO DA RESISTIVIDADE DOS MATERIAIS.

Condutividade elétrica ([pic 2]) é usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. A unidade é a recíproca de ohm-metro, isto é, [(Ω-m)-1]. As seguintes discussões sobre propriedades elétricas usam tanto a resistividade quanto a condutividade.

[pic 3]

A resistência eléctrica R de um dispositivo está relacionada com a resistividade ρ de um material por:

[pic 4]

em que:

ρ é a resistividade eléctrica (em ohm metros, Ωm);

R é a resistência eléctrica de um espécime uniforme do material (em ohms, Ω);

[pic 5] é o comprimento do espécime (medido em metros);

A é a área da seção do espécime (em metros quadrados, m²).

É importante salientar que essa relação não é geral e vale apenas para materiais uniformes e isotrópicos, com seções transversais também uniformes. Felizmente, os fios condutores normalmente utilizados apresentam estas duas características.

A resistividade elétrica pode ainda ser definida como

[pic 6]

Onde E é a magnitude do campo eléctrico (em volts por metro, V/m);

J é a magnitude da densidade de corrente (em amperes por metro quadrado, A/m²).

Finalmente, a resistividade pode também ser definida como sendo o inverso da condutividade eléctrica σ, do material, ou

[pic 7]

O melhor condutor elétrico conhecido (a temperatura ambiente) é a prata. Este metal, no entanto, é excessivamente caro para o uso em larga escala. O cobre vem em segundo lugar na lista dos melhores condutores, sendo amplamente usado na confecção de fios e cabos condutores. Logo após o cobre, encontramos o ouro que, embora não seja tão bom condutor como os anteriores, devido à sua alta estabilidade química (metal nobre) praticamente não oxida e resiste a ataques de diversos agentes químicos, sendo assim empregado para banhar contatos elétricos. O alumínio, em quarto lugar, é três vezes mais leve que o cobre, característica vantajosa para a instalação de cabos em linhas de longa distância.

FERROELETRICIDADE

É uma propriedade descoberta por Joseph Valasek em 1921 estudando as propriedades dielétricas do sal de Rochelle. O termo Ferroeletricidade foi adotado a partir de 1940 pelo fato de que esses materiais possuírem um ciclo de histerese similar ao ciclo de histerese Ferromagnética. Os materiais que possuem propriedades ferroelétricas são de estrutura cristalina e são dielétricos, ou seja, não conduzem corrente elétricas. O que caracteriza os materiais ferroelétricos é que eles possuem polarização espontânea em determinada faixa de temperatura e sua polarização pode ser invertida com a aplicação de um campo elétrico externo. Hoje em dia o material ferroelétrico de maior importância é o Titanato de Bário, sendo usado na fabricação de condensadores de multicamada. Este material adota a estrutura cristalina da Perovskita. Outros materiais ferroelétricos que adotam a mesma estrutura são o Titanato de Chumbo, o Niobato de Potássio, o Bismutato de Ferro. Materiais ferroelétricos podem também adotar a estrutura cristalina das fases Aurivillius ou do pirocloro.

PIEZOELETRICIDADE

Piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica. O termo piezoeletricidade provém do grego (piezein), que significa apertar ou pressionar. Referente a geração de corrente elétrica, juntou-se a designação eletricidade, de modo que piezoeletricidade é interpretado como a produção de energia elétrica devido a compressão sobre determinados materiais. O efeito piezoelétrico é entendido como a interação eletromecânica linear entre a força mecânica e o estado elétrico (forças de Coulomb) em materiais cristalinos (cerâmicos, polímeros). O efeito piezoelétrico é um processo reversível em que os materiais exibem o efeito piezoelétrico direto (a geração interna de carga elétrica resultante de uma força mecânica aplicada) também exibem o efeito piezoelétrico reverso (a geração interna de uma tensão mecânica, resultante de um campo elétrico aplicado). Por exemplo, os cristais de titanato zirconato de chumbo irão gerar piezoeletricidade mensurável quando a sua estrutura estática é deformada por cerca de 0,1% da dimensão inicial. Por outro lado, esses mesmos cristais mudam cerca de 0,1% da sua dimensão estática quando um campo elétrico externo é aplicado ao material. Como exemplo, o efeito piezoelétrico inverso é usado na produção de ondas de ultrassom.

MATERIAIS POLIMÉRICOS

A palavra polímero é originada do grego, cujo significado é ’’muitas partes’’ (poli: muitas, mero: partes). Usualmente o termo “plástico” é utilizado para designar os materiais poliméricos. Todavia, seu uso de maneira genérica, não é apropriado. Quimicamente, os “polímeros” são materiais naturais ou sintéticos, geralmente de origem orgânica, compostos por cadeias com altos pesos moleculares, os polímeros são obtidos através de reações químicas de polimerização, que formam estruturas moleculares que consistem na repetição de pequenas unidades, chamados meros. O tamanho e a estrutura da molécula do polímero determinam as propriedades do material plástico. As matérias primas formadora dos polímeros são extraída do petróleo como a fonte de hidro carbonetos (HC), do carbono metano, co2, gás natural ( CH 4 – metano ) e outras fontes tais como madeira fonte de materiais pirolenhosos, água, ar fonte de oxigênio e nitrogênio, flúor, sal marinho fonte de cloro, areia fonte de sílica, materiais naturais como celulose, lactose, algodão, milho, cana de açúcar, etc...), cargas: ( talco, carbonato de cálcio, mica, fibra de vidro, etc...), os polímeros pode ser utilizado como isolantes térmicos e elétricos.

MATERIAIS CERÂMICOS

Os