Ing. Ruber Alva Julca
Electricidad Industrial
Conductores Eléctricos en Plantas Industriales
Saldaña Bocanegra Luigui Jhonson
1110100074
5 –a
CONDUCTORES ELECTRICOS EN PLANTAS INDUSTRIALES
Los materiales conductores son aquellos materiales cuya resistencia al paso de la corriente es muy baja, recordemos que un buen aislante presenta una resistencia de hasta 1024 veces mayor que un buen conductor. En general podemos denominar material conductor a cualquier sustancia o material que sometido a una diferencia de potencial eléctrico proporciona un paso continuo de corriente eléctrica. En general todas las sustancias en estado sólido o líquido poseen la propiedad de conductividad eléctrica, pero algunas sustancias son buenos conductores, las mejores sustancias conductoras son los metales. Hay unos materiales que son mejores conductores eléctricos que otros pero por su alto costo no son muy usados en la industria basándonos en su resistividad tenemos por ejemplo:
MATERIAL
Plata Cobre Oro Aluminio Níquel Hierro Estaño
RESISTIVIDAD 1.59 x 10-8 1.70 x 10-8 2.44 x 10-8 2.82 x 10-8 7.2 x 10-8 9.98 x 10-8 12 x 10-8
1. Ejemplos de conductores eléctricos más usados en la industria Los conductores eléctricos por excelencia utilizados en la industria son el cobre y el aluminio y aleaciones del aluminio, mencionaremos sus características básicas.
COBRE Símbolo: Cu del latín cuprum. Color: marrón-rojizo. Densidad: 8,93 Kg/dm³ Punto de fusión: 1356 K (1083 º C) Conductividad y resistividad eléctrica: 56 S.m/mm² - 0,0175 Ω.mm²/m Conductividad térmica: 395 W/K.m Calor específico: 0,39 KJ /Kg. K Resistencia a la tracción: 220 N/mm²
El Cu es: - Fácilmente aleable. - Conformable sin arranque de viruta, sobre todo en frío. - Tenaz. - De fácil soldadura oxiacetilénica - Resistente a la corrosión. El Cu utilizado en la industria es el cobre electrolítico que tiene una pureza de hasta el 99,98 %.
Aplicaciones Prácticamente la mitad de la producción mundial se utiliza en electrotecnia con fines para la conducción de la energía eléctrica. Lo podemos encontrar como: Hilos, tubos, perfiles, pletinas, barras, chapas, etc. Sus aleaciones son: - Latón = cobre + zinc (Zn) - Bronce = cobre + estaño (Sn) La utilización de estas aleaciones es variada en la electrotecnia. Cuando observemos una especie de “grasa verde” alrededor del Cu se debe tener especial cuidado porque es tóxico.
ALUMINIO Símbolo: Al Color: blanco Densidad: 2,7 Kg/dm³ Punto de fusión: 837 K (660 º C) Conductividad y resistividad eléctrica: 36 S.m/mm² - 0,028 Ω.mm²/m Conductividad térmica: 210 W/K.m Calor específico: 0,92 KJ /Kg. K Resistencia a la tracción: 70 N/mm²
El Al es: - Fácilmente aleable. - Fácil de conformar y mecanizar sin arranque de viruta. - Fácil de mecanizar con arranque de viruta. - Resistente al agua y a los ácidos. - Corrosible con agua de mar y con lejías. Una de las propiedades del Al interesante es que al aire queda cubierto de una capa de óxido de Al, que es muy dura y densa, por tanto la oxidación no puede continuar en el interior.
Aplicaciones: Dadas las buenas prestaciones de densidad, mecánicas y tecnológicas lo hace ideal para utilizarlo como conductor en líneas aéreas tanto en altas como en bajas tensiones, también es utilizado como rotor en los motores de inducción, en los condensadores, etc.
Es difícil encontrar el aluminio en estado puro en aplicaciones electrotécnicas por tanto se alea con otros metales como por ejemplo: Al Mg Si (Alumino-magnésio-Silicio) llamado comercialmente Aldrey, Almelec, etc., en redes eléctricas los cables se construyen con un alma de acero o en el caso de baja tensión junto a un cable de acero llamado fiador.
2. Bajos Conductores eléctricos no muy usados en la industria con fines de conductividad eléctrica
LA PLATA
Características: La plata es un metal de acuñar muy dúctil y maleable, algo más duro que el oro, que presenta un brillo blanco metálico susceptible de pulimento que se mantiene en agua y aire si bien su superficie se empaña en presencia de ozono, sulfuro de hidrógeno o aire con azufre. Su maleabilidad y ductilidad sólo superadas por el oro son tales que es posible obtener láminas de 0,00025 mm y con 1g de metal fabricar un hilo de 180 metros de longitud. Tiene la más alta conductividad eléctrica de todos los metales, incluso superior a la del cobre (el conductor por excelencia), pero su mayor precio ha impedido que se utilice de forma masiva en aplicaciones eléctricas. La plata pura también presenta la mayor conductividad térmica, el color más blanco y el mayor índice de reflexión (aunque refleja mal la radiación ultravioleta) de todos los metales. Algunas sales de plata son fotosensibles (se descomponen por acción de la luz) y se han empleado en fotografía.
Aplicaciones: El uso principal de la plata es como metal precioso, y sus sales, especialmente el nitrato de plata se emplean en la industria fotográfica, con mucho la mayor consumidora de este metal. Otros usos son:
Electricidad y electrónica por su elevada conductividad incluso empañado, por ejemplo en los contactos de circuitos integrados y teclados de ordenador. La plata se ha empleado para fabricar monedas desde 700 a.C., inicialmente con electrum, aleación natural de oro y plata, y más tarde de plata pura. Catalizador en reacciones de oxidación, por ejemplo, en la producción de formaldehído a partir de metanol y aire. Aleaciones para soldadura, contactos eléctricos y baterías eléctricas plata-cinc y plata-cadmio de alta capacidad.
EL ORO:
Características: El oro es un elemento metálico que exhibe un color amarillo en bruto, pero que puede mostrarse negro, rubí o morado en divisiones finas. Es considerado por algunos como el elemento más bello de todos y es el metal más maleable y dúctil que se conoce. De hecho, una onza (28,35 g) de oro puede moldearse en una sábana que cubra 28 metros cuadrados. Como es un metal blando, las aleaciones con otros metales con el fin de proporcionarle dureza son frecuentes. Se trata de un metal muy denso, con un alto punto de fusión y una alta afinidad electrónica. Sus estados de oxidación más importantes son +1 y +3. También se encuentra en el estado de oxidación +2, así como en estados de oxidación superiores, pero es menos frecuente. Además, el oro es un buen conductor del calor y de la electricidad, y no le afecta el aire ni la mayoría de agentes químicos. Tiene una alta resistencia a la alteración química por parte del calor, la humedad y la mayoría de los agentes corrosivos, y así está bien adaptado a su uso en la acuñación de monedas y en la joyería.
Aplicaciones:
El oro puro es demasiado blando para ser usado normalmente y se endurece aliándolo con plata o cobre, con lo cual el oro podrá tener distintos tonos de color o matices. El oro y sus muchas aleaciones se emplean bastante en joyería, fabricación de monedas y como patrón monetario en muchos países. Debido a su buena conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión, así como una buena combinación de propiedades químicas y físicas, se comenzó a emplear a finales del siglo XX como metal en la industria. Otras aplicaciones: El oro ejerce funciones críticas en ordenadores, comunicaciones, naves espaciales, motores de aviones a reacción, y otros muchos productos. Su alta conductividad eléctrica y resistencia a la oxidación ha permitido un amplio uso como capas delgadas electrodepositadas sobre la superficie de conexiones eléctricas para asegurar una conexión buena, de baja resistencia.
Como la plata, el oro puede formar fuertes amalgamas con el mercurio que a veces se emplea en empastes dentales. El oro coloidal (nanopartículas de oro) es una solución intensamente coloreada que se está estudiando en muchos laboratorios con fines médicos y biológicos. También es la forma empleada como pintura dorada en cerámicas. El ácido cloro áurico se emplea en fotografía. El isótopo de oro 198Au, de una vida media de 2,7 días, se emplea en algunos tratamientos de cáncer y otras enfermedades. Se emplea como recubrimiento de materiales biológicos permitiendo ser visto a través del microscopio electrónico de barrido (SEM). Se emplea como recubrimiento protector en muchos satélites debido a que es un buen reflector de la luz infrarroja.
HIERRO
Características:
Es un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente.
Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de afino para eliminar las impurezas presentes.
Aplicaciones: El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. Es indispensable debido a su bajo precio y dureza, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios. El acero es la aleación de hierro más conocida, siendo éste su uso más frecuente. Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.
3. BIBLIOGRAFÍA http://electricidad-viatger.blogspot.com/2008/06/resistencia-elctrica.html#udssearch-results http://www.ciber-arte.com/escultura/hierro.htm
