Materiais Eletricos - Parte I

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Materiais Eletricos - Parte I

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  • ndice :

    1. Estrutura Atmica: Modelos e aplicaes tecnolgicas..................................... 01 1.1. Introduo........... ..........................................................................................................................01 1.2. As leis ponderais e o incio da qumica moderna............................................................................02 1.3. A natureza eltrica da matria........................................................................................................03 1.4. As novas imagens para um mundo real ...e invisvel......................................................................04 1.5. As evidncias mostram-se inexplicveis.........................................................................................05 1.6. O modelo quntico: pode-se, enfim, explicar..................................................................................06 1.7. Novas vises do mundo sub-nuclear...............................................................................................08 1.8. A ltima parte do tomo..................................................................................................................11 1.9. O tomo moderno e as novas tecnologias.......................................................................................12 1.10. Bibliografia....................................................................................................................................15

    2. Materiais Condutores..............................................................................................16 Processo de Conduo dos metais................................................................................................ 16 2.1. Cobre............................................................................................................................................. 21 2.2. Produo do Cobre.................. ..................................................................................................... 22 2.3. Caractersticas do Cobre................................................................................................................ 24 2.4. Alumnio..........................................................................................................................................26 2.5. Variao da Resistividade com a Temperatura................................................................................29 2.6. Outros Condutores.................................................................. ........................................................30 2.7. Condutores Comerciais................................. ..................................................................................31

    2.7.1. Correntes Mximas................................................................................................................33 2.7.2. Propriedades Mecnicas........................................................................................................35 2.7.3. Efeito Pelicular.......................................................................................................................37 2.7.4. Corrente de Fuso.................................................................................................................38

    3. Materiais Isolantes.................................................................................................. 39 3.1. Bandas de Energia..........................................................................................................................39 3.2. Equacionamento. ............................................................................................................................41 3.3. Caractersticas dos Materiais Isolantes........................................................................................... 43 3.4. Propriedades Isolantes de Gases e Lquidos...................................................................................45 3.5. Efeito Corona..................................................................................................................................46 3.6. Propriedades Dieltricas dos Isolantes Slidos................................................................................47

    4. Materiais Semicondutores Intrnsecos.................................................................................48

    4.1. Conduo Eltrica nos Semicondutores................................................................................48

    4.2. Semicondutores Tipo N e P..................................................................................................48

    4.3. O Diodo Semicondutor.........................................................................................................49

    4.3.1. A Juno PN..........................................................................................................49

    4.3.2. Polarizao Direta da Juno PN............................................................................51

    4.3.3. Polarizao Reversa da Juno PN.........................................................................51

    4.3.4. Principais Especificaes do Diodo.........................................................................51

  • FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA

    ENGENHARIA DE COMPUTAO - MATERIAIS ELTRICOS Prof.JOEL 1

    1. Estrutura Atmica: Modelos e aplicaes tecnolgicas

    1.1. Introduo

    A Qumica a cincia que estuda as transformaes da matria, que formada pr substncias, e essas,

    pr molculas, que, pr sua vez, so formadas de tomos, que so formados pr... .Mas como falar

    sobre tomos se eles no podem ser vistos?

    Como no so vistos, deles so feitos modelos de acordo com o conhecimento de suas propriedades.

    Aqueles que se interessam em estudar Qumica precisam buscar o entendimento de um mundo

    microscpico para explicar as realidades deste mundo que nos cerca.

    Quando se fala em tomos, molculas, reaes qumicas, est-se referindo a realidades sobre as quais

    se conhece mais do que o resultado de algumas interaes. Por isso so construdos modelos mais ou

    menos aproximados do que se conhece do modelado, na busca de facilitar nossas interaes com ele,

    de modo que, atravs dos modelos, nas mais diferentes situaes, possam ser feitas interferncias e

    previses de propriedades.

    Na verdade, so simplificaes da realidade, ou porque esta complexa demais, ou porque sobre ela

    pouco se conhece.

    Uma simplificao no significa que o modelo errado e sim menos sofisticado e talvez mais

    adequado para tratar certos conhecimentos.

    A concepo do tomo vem sendo modelada e modificada atravs do desenvolvimento da humanidade

    e da cincia. Podemos perguntar: "qual o modelo mais adequado?", ao que pode ser respondido:

    "depende de para que os tomos modelados vo ser usados depois".

  • FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA

    ENGENHARIA DE COMPUTAO - MATERIAIS ELTRICOS Prof.JOEL 2

    1.2. As leis ponderais e o incio da qumica moderna

    Embora pudesse perceber e admirar a transformao de certas matrias, quando postas em contato com

    outras, apenas a partir do final do sculo XVIII o homem pode, baseado em evidncias experimentais,

    chegar a concluses relativas transformao da matria. Eram comuns, essa poca, procedimentos

    de pesquisa que envolviam a medida das massas das substncias reagentes e dos produtos.

    Segundo a teoria do flogisto, de Stahl, quando um corpo queimava, liberava seu flogisto, ocasionando

    a converso de metais na sua "cal " . Acreditava-se que o carvo era formado de flogisto praticamente

    puro. Isso porque, na queima, ele quase desaparece, deixando pouqussima cinza. Unindo a cal do

    metal ao flogisto, isto , aquecendo o produto da combusto do metal com o carvo, se regenerava o

    metal.

    Lavoisier (1743 - 1794) pressentiu a fundamentao errnea da teoria do flogisto e procurou outra

    explicao, executando diversos experimentos de combusto de substncias conhecidas, pesando com

    preciso o material antes e depois do experimento. fcil conceber que, se o flogisto liberado na

    queima, ento o pedao metlico deve ficar mais leve. A constatao oposta. A massa da suposta

    "cal", cinza metlica, sempre maior que a do metal.

    A partir de experincias bem controladas, Lavoisier demonstrou que a queima uma reao com o

    oxignio. O que os alquimistas chamavam de cal do metal na verdade, um novo composto, o xido

    metlico. A regenerao da cal ao metal feita porque, sendo o carvo constitudo pelo elemento

    qumico carbono, durante o aquecimento se formar gs carbnico, por combinao com o oxignio do

    xido, deixando o metal livre.

    Portanto, h transformao dos metais em seus xidos, atravs da combusto, por efeito de uma

    combinao do metal queimado com o oxignio do ar e no por haver sido perdido o flogisto.

    A superao da idia flogisticista e o esclarecimento da combusto trazem novos direcionamentos para

    as investigaes sobre a natureza das substncias.

    Lavoisier observou certa regularidade em muitas reaes qumicas por ele realizadas. Utilizando-se do

    estudo sistemtico das reaes e da medida rigorosa das massas envolvidas, ele pde generalizar algo

    que vinha observando: "Quando uma reao qumica ocorre em ambiente fechado, a massa total antes

    da transformao igual massa total aps a transformao."

    Tratando-se de um fato natural que se repete invariavelmente, tal observao entendida como uma

    lei; no caso, Lei da Conservao da Massa, ou Lei de Lavoisier.

    Nos anos que se seguiram, Lavoisier e os qumicos Guyton de Morveau e Antoine de Fourcroy

    reorganizaram a nomenclatura qumica luz da nova teoria,