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TEMA:ELECTRICIDAD

Capitulo: Calculo de conductores

CONDUCTOR ELÉCTRICO

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga eléctrica.

   Descripción

Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

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). Aunque la plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. También se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad 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. 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.

Usos

Aplicaciones de los conductores:

• Conducir la electricidad de un punto a otro (pasar electrones a través del conductor; los electrones fluyen debido a la diferencia de potencial).
• Crear campos electromagnéticos al constituir bobinas y electroimanes.
• Modificar la tensión al constituir transformadores.

Tipos de materiales conductores de la corriente

• COBRE:

Símbolo: Cu.

Densidad: 8.9 Kg/dm3

Resistencia Específica ?: 0.0178

Conductividad: 56

Punto de Fusión: 1085 °C

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.

• 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.

Porcelana:

Densidad: 2,3...2,6 Kg/dm3

Ed.: 35 kV/mm (Porcelana dura tipo 110)

Resist. Tracción: 3000... 4000 N/cm2

Resist. Compres.: 40 000... 50 000 N/cm2

La porcelana se fabrica a base de Caolín (47% SIO2, 30% Al2O3, 14% H2O), al que se mezclan feldespato y cuarzo. Según la composición y la temperatura de sinterizado se distinguen diferentes clases de porcelana.

Las porcelanas duras, empleadas principalmente para aisladores de alta tensión, se sinterizan a temperaturas elevadas (1400 a 1450 °C).

• Vidrio:

Densidad: 2,3...2,5 Kg/dm3

Ed.: 10...40 kV/mm

Como materias primas para la fabricación de los vidrios corrientes para ventanas y botellas se utilizan la arena de cuarzo (SiO2), polvo de piedra caliza (CaCo3) y sosa (Na2CO3) en lugar de sosa, se obtienen vidrios difíciles de fundir. Para distinguirlo de los vidrios a base de plástico, el vidrio a base de cuarzo se denomina vidrio de silicato o silicio. El vidrio es transparente, e incoloro, furo y frágil. Pierde sus propiedades aislantes para temperaturas superiores a 300 °C.

El vidrio se emplea para lámparas de incandescencia, válvulas electrónicas, aisladores y recipientes resistentes a los ácidos, para acumuladores de plomo fijos.

A partir del estado líquido, el vidrio se puede estirar en forma de finas fibras, que a su vez se pueden hilar, dando como resultado la lana de vidrio, que se puede transformar en tejido. Los fabricados a base de lana de vidrio se emplean para el aislamiento de conductores devanados que se deban someter a elevadas temperaturas de servicio.

• Electrolisis:

Electrolisis, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electrolisis es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.

La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en componentes cargados positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrolito (o compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado.

• Definiciones:

Electrolito: Es toda sustancia iónica que en solución se descompone al pasar la corriente eléctrica. Cuerpo que se somete a electrólisis. Los electrolitos son fuertes cuando dejan pasar fácilmente la corriente eléctrica, pero cuando no lo hacen sino la dejan pasar débilmente, esto es por contener pocos iones, es decir que no son fuertes.

Electrodo: Componente de un circuito eléctrico que conecta el cableado convencional del circuito a un medio conductor como un electrólito o un gas. En el caso más cercano a la electrólisis; son conductores metálicos sumergidos en el electrolito.

Representación de la tensión en corriente continúa.

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.

Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

Codificación c++

Referencias Bibliograficas