Subido por Victor Sanabria

Materiales Electricos

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Facultad Politécnica. Materiales Eléctricos.
CONDUCTORES ELECTRICOS
Sanabria Benitez, Victor Ariel.
ariel.2707@hotmail.com
Maidana Villaalta, Lucas Ricardo
lucasrmaidana@gmail.com
RESUMEN:
Los conductores eléctricos o materiales
conductores son aquellos que tienen poca
resistencia a la circulación de la corriente
eléctrica, dadas sus propiedades específicas.
La estructura atómica de los conductores
eléctricos facilita el movimiento de los
electrones a través de estos, con lo cual este
tipo de elementos favorece la transmisión de
electricidad.
A. TREFILADO
Este proceso inicial consiste en reducir el tamaño
del alambre de cobre, hasta obtener el diámetro final
deseado.
El cobre llega desde las fundiciones a las fábricas
en grandes rollos de 5 toneladas, en este punto el cobre
de 8 mm de diámetro es denominado técnicamente
alambrón.
A la primera fase del trefilado se le denomina
desbaste, y se desgasta el alambrón hasta obtener el
diámetro en 2 mm. A partir de este alambre de 2 mm se
entra en el trefilado fino, en la que se reduce hasta
obtener el diámetro definido para cada conductor.
PALABRAS CLAVES: Conductor, cobre, aluminio,
cableado, unipolares, multipolares, resistencia.
I.
INTRODUCCION
B.
Los Conductores Eléctricos son los caminos a lo
largo de los cuales se mueve la energía eléctrica.
La palabra conductor describe cualquier material que
permite circular con facilidad a la corriente eléctrica.
Puesto que la corriente eléctrica es un flujo de
electrones, los materiales que permiten moverse con
libertad a los electrones son buenos conductores.
A efectos del presente artículo, nos enfocaremos en
las características de los materiales conductores en
estado puro; además, conoceremos cuáles son los
materiales conductores más empleados en la actualidad
y por qué.
II.
CABLEADO
Los hilos de alambre se montan en una máquina
trenzadora, que se encarga de agrupar los hilos para
formar el conductor.
Mediante el cableado se forman conductores de
secciones muy diversas, y de conductores variados
según la necesidad de cada cliente.
C.
ENCORDADO
Mediante este proceso se aplica una torsión
necesaria al cable. Cada tipo de conductor recibe una
cierta torsión distinta.
Estos cables son aptos para resistir tensiones
mecánicas medias, en particular estrés abrasivo y de
lavado, para cargas de torsión continua flexible, con, al
mismo tiempo, esfuerzo de flexión continuo a la libre
circulación sin ninguna carga de tracción.
MARCO TEORICO
Gran parte de los equipos de alta tecnología que nos
rodea necesitan cables muy especializados, los cables
son diseñados a medida y fabricados para obtener un
rendimiento especifico o soportar diferentes condiciones
ambientales.
En el corazón de todo cable están los conductores
eléctricos, ese conductor nace como un simple alambre
de cobre y es aplicado a varios procesos de elaboración
para así obtener el cable propiamente dicho y en
condiciones perfectas para su utilización, dichos
procesos están dados por:
D. EXTRUCCION
La máquina extrusora lo recubre de plástico, esto se
solidifica con agua
helada para que actúe como
aislante, y de esta manera evitar figas de corriente.
En este proceso el material de aislamiento se funde y
aplica sobre el conductor en continuo.
Los materiales de aislamiento pueden ser de distinta
naturaleza, como el PVC, XLTE, etc.
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En función a las características del cable, los
materiales de aislamiento pueden variar. La calidad de
un material de aislamiento puede estar definida por dos
características básicas, su capacidad de aislamiento y
su nivel térmico.
La capacidad de aislamiento y el espesor del
conductor determinaran la tensión máxima que ofrece el
cable; mientras un material de mayor nivel térmico
permitirá transmitir mayor potencia para una misma
sección del conductor.
III.
motivo se debe ser muy cuidadoso al momento de optar
por un producto ya que una mala elección podría
acarrear al comerciante, al electricista y al consumidor
final serios problemas y pérdidas económicas.
[ CITATION INP \l 15370 ]
IV.
Características
Los conductores eléctricos se caracterizan por no
ofrecer mucha resistencia al paso de la corriente
eléctrica a través de estos, lo cual solo es posible
gracias a sus propiedades eléctricas y físicas, que
garantizan que la circulación de electricidad por el
conductor no induzca la deformación o destrucción del
material en cuestión.
CONTROL DE CALIDAD
Al finalizar cada paso nombrado anteriormente, el
material fabricado es sometido a pruebas de
conformidad, las cuales determinan si el material es
apropiado y se encuentra en condiciones de ser
procesado en el siguiente paso.
En el caso de que no cumpla las condiciones de
conformidad es analizado para determinar si es posible
solucionar el problema o en el peor de los casos ser
totalmente descartado.
El ensayo de rutina consiste en verificar si en cada
paso de la producción el producto cumple con los
requisitos y se encuentra en condiciones.
Además, verificar los materiales aislantes que
necesiten ser testados para su posterior liberación, tanto
en la estufa como en la caldera o en la máquina de
tracción.
La calidad comienza por la selección cuidadosa de la
materia prima así como de los proveedores. Los
materiales son trasladados mediante maquinarias
adecuadas y personal capacitado. El almacenaje es
realizado en depósitos exclusivos y acondicionados
especialmente logrando el resguardo óptimo del
producto en todo momento. Los cables INPACO son
controlados en todos los procesos mediante un moderno
laboratorio.
Equipado
con
un
instrumental
calibrado
periódicamente
por
organismos
internacionales
acreditados, el mismo nos permite realizar rigurosos
controles mecánicos, dimensionales y eléctricos como
ensayos de envejecimiento, diámetro y espesor,
resistencia a la llama, choque térmico, pruebas de alta
tensión entre otros.
Todos ellos basados en normas técnicas
internacionales adoptadas por nuestro país como la
norma MERCOSUR, norma ABNT, norma IRAM, IEC,
etc, según las exigencias dándole a los cables INPACO
el respaldo de garantía, calidad, confianza y seguridad.
La calidad técnica de los cables eléctricos representa
seguridad, por lo tanto debe ser juzgada con mucha
seriedad. El rígido control de calidad de las materias
primas, la alta tecnología necesaria para la fabricación
de cables confiables y resistentes, además de la
verificación de las exigencias técnicas más severas, son
diferencias que no se notan a primera vista, por este
Conductividad buena
Los conductores eléctricos deben tener una
conductividad eléctrica buena para cumplir con su
función de transporte de energía eléctrica.
La Comisión Electrotécnica Internacional determinó a
mediados de 1913 que la conductividad eléctrica del
cobre en estado puro podía servir de referencia para
medir y comparar la conductividad de otros materiales
conductores.
Así, se estableció el Estándar Internacional del
Cobre Recocido (International Annealed Copper
Standard, IACS por sus siglas en inglés).
La referencia adoptada fue la conductividad de un
hilo de cobre recocido de un metro de longitud, y un
gramo de masa a 20 °C, cuyo valor es igual a 5,80 x
107 S.m-1. Este valor se conoce como conductividad
eléctrica 100 % IACS, y es el punto de referencia para
medir la conductividad de los materiales conductores.
Un material conductor es considerado como tal si
posee más de 40 % IACS. Los materiales que tengan
una conductividad superior a 100 % IACS son
considerados materiales de alta conductividad.
Estructura atómica permite el paso de la
corriente
La estructura atómica posibilita el paso de la
corriente eléctrica, ya que los átomos poseen pocos
electrones en su capa de valencia y, a su vez, estos
electrones están desprendidos del núcleo del átomo.
La configuración descrita implica que no se requiere
de una gran cantidad de energía para que los electrones
se trasladen de un átomo al otro, facilitando el
movimiento de electrones a través del conductor.
Este tipo de electrones se denomina electrones
libres. Su disposición y libertad de movimiento a lo largo
de la estructura atómica es lo que hace propicia la
circulación de la electricidad a través del conductor.
Núcleos unidos
La estructura molecular de los conductores está
conformada por una red de núcleos muy unida, la cual
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se mantiene prácticamente inmóvil debido a su
cohesión.
Esto hace propicio el movimiento de los electrones
que se encuentran alejados dentro de la molécula, ya
que estos se movilizan libremente y reaccionan ante la
cercanía de un campo eléctrico.
Dicha reacción induce el movimiento de los
electrones en una dirección específica, con lo cual se da
pie a la circulación de corriente eléctrica pasando por el
material conductor.
Por excelencia, los mejores conductores eléctricos
son los metales sólidos, entre los cuales se destacan el
cobre, el oro, la plata, el aluminio, el hierro y algunas
aleaciones.
No obstante, existe otro tipo de materiales o
soluciones que tienen buenas propiedades de
conducción eléctricas, como el grafito o las soluciones
salinas.
Dependiendo de la forma en la cual se lleva a cabo
la conducción eléctrica, es factible diferenciar tres tipos
de materiales o medios conductores, los cuales se
detallan a continuación:
Equilibrio electrostático
Al estar sometidos a una carga particular, los
materiales conductores alcanzan eventualmente un
estado de equilibrio electrostático en el que no se
produce el movimiento de cargas en el interior del
material.
Las cargas positivas se aglomeran en un extremo del
material y las cargas negativas se acumulan en el
extremo opuesto. El desplazamiento de las cargas hacia
la superficie del conductor genera la presencia de
campos eléctricos iguales y opuestos en el interior del
conductor. Así, el campo eléctrico interno total dentro del
material es nulo.
Conductores metálicos
Este grupo está conformado por los metales sólidos
y sus respectivas aleaciones.
Los conductores metálicos deben su alta
conductividad a las nubes de electrones libres que
favorecen la circulación de corriente eléctrica a través de
estos. Los metales ceden los electrones ubicados en la
última órbita de sus átomos sin invertir mayores
cantidades de energía, lo cual hace propicio el salto de
electrones de un átomo a otro.
Por su parte, las aleaciones se caracterizan por tener
una alta resistividad; es decir, presentan una resistencia
proporcional a la longitud y diámetro del conductor.
Las aleaciones más empleadas en instalaciones
eléctricas son el latón, una aleación de cobre y zinc; la
hojalata, una aleación de hierro y estaño; aleaciones de
cobre y níquel; y aleaciones de cromo y níquel.
Características físicas
Maleables
Los conductores eléctricos deben ser maleables; es
decir, deben ser capaces de deformarse sin romperse.
Los materiales conductores suelen emplearse en
aplicaciones domésticas o industriales, en las cuales
deben ser sometidos a curvaturas y dobleces; por esto,
la maleabilidad es una característica sumamente
importante.
Conductores electrolíticos
Se trata de soluciones constituidas por iones libres,
que ayudan a la conducción eléctrica de clase iónica.
En su mayoría, este tipo de conductores están
presentes en soluciones iónicas, ya que las sustancias
electrolíticas deben someterse a disociaciones parciales
(o totales) para formar los iones que serán portadores de
carga.
Los conductores electrolíticos fundamentan su
funcionamiento en las reacciones químicas y en el
desplazamiento de la materia, lo cual facilita el
movimiento de los electrones a través del camino de
circulación habilitado por los iones libres.
Resistentes
Estos materiales deben ser resistentes al desgaste,
para soportar las condiciones de estrés mecánico a las
que suelen estar sometidos, aunadas a las temperaturas
elevadas debido a la circulación de la corriente.
Capa aislante
Al ser empleados en una aplicación residencial,
industrial o como parte del sistema interconectado de
suministro eléctrico, los conductores deben estar
siempre recubiertos por una capa aislante adecuada.
Esta capa externa, también conocida como chaqueta
aislante, es necesaria para evitar que la corriente
eléctrica que circula a través del conductor esté en
contacto con las personas u objetos que se encuentran
alrededor.
Conductores gaseosos
En esta categoría se encuentran los gases que
hayan sido sometidos previamente a un proceso de
ionización, lo cual posibilita la conducción de electricidad
a través de estos.
El aire en sí mismo funge como un conductor de
electricidad cuando, al producirse la ruptura dieléctrica,
sirve como medio conductor de electricidad para la
formación de rayos y descargas eléctricas.
V.
Tipos de conductores eléctricos
Existen diferentes categorías de conductores
eléctricos y, a su vez, en cada categoría están los
materiales o medios de mayor conductividad eléctrica.
Ejemplos de conductores:
Aluminio
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Es altamente empleado en sistemas de transmisión
eléctrica aéreos ya que, a pesar de tener una
conductividad 35 % menor al compararse con el cobre
recocido, su peso es tres veces más ligero que este
último.
Las tomas de alta tensión suelen estar recubiertas
por una superficie externa de cloruro de polivinilo (PVC),
la cual evita el sobrecalentamiento del conductor y aísla
el paso de la corriente eléctrica del exterior.
Cobre
Es el metal más empleado como conductor eléctrico
en aplicaciones industriales y residenciales, dado el
balance que presenta entre su conductividad y el precio.
El cobre puede ser empleado en conductores de
bajo y mediano calibre, de uno o varios hilos,
dependiendo de la capacidad amperimétrica del
conductor.
aislamiento del cable conductor, la más aplicada es la
prueba de resistencia de aislamiento del cable, debido a
su deterioro, está sujeto a muchos efectos que pueden
ocasionar que falle: daños mecánicos, vibraciones, calor
o frío excesivo, suciedad, aceite, vapores corrosivos,
humedad de los procesos, o simplemente la humedad
de un día nublado.
Los equipos de pruebas para cables y conductores
eléctricos son de mucha importancia para logra
establecer parámetros que garanticen las estabilidad y
funcionamiento óptimo de los cables, además logra
facilitar las actividades de mantenimiento en los cables
de potencias, mediante revisiones periódicas y realizar
sustituciones de cables en los casos más necesarios.
VII.
Oro
Es un material empleado en montajes electrónicos
de microprocesadores y circuitos integrados. También es
empleado para fabricar los bornes de las baterías para
vehículos, entre otras aplicaciones.
La conductividad del oro es aproximadamente 20 %
menor que la conductividad del oro recocido. Sin
embargo, es un material muy duradero y resistente a la
corrosión.
Plata
Con una conductividad de 6,30 x 107 S.m-1 (9-10 %
superior a la conductividad del cobre recocido), es el
metal con mayor conductividad eléctrica conocido a la
fecha.
Se trata de un material muy maleable y dúctil, con
una dureza comparable a la del oro o el cobre. No
obstante, su costo es sumamente elevado, por lo que su
uso no es tan común en la industria.
VI.
REFERENCIAS
[1]
«INPACO,»
[En
http://www.inpaco.com.py.
línea].
Available:
[2]
https://www.lifeder.com/conductoreselectricos/
[3]
https://www.monografias.com/trabajospdf2/cables-electricos/cableselectricos2.shtml#conclusioa
VIII.
ANEXOS
CONCLUSION
El conductor eléctrico es un material que permite con
facilidad la conducción de la corriente eléctrica, los más
utilizados son el cobre y el aluminio. También, son
empleados el oro y la plata, se definen, también, como el
camino por el cual circula la corriente eléctrica. Es el
medio por el cual se transporta la corriente eléctrica.
Las principales características de los cables son: el
Conductor que los constituye, el aislamiento, las
cubiertas y el comportamiento ante los agentes externos
y se clasifican por su función, su tensión de servicio, por
la naturaleza de sus componentes y por sus
aplicaciones específicas.
A los cables de potencias se les realizan una serie de
pruebas, generalmente de resistencia, en las cuales es
estudiada la conductibilidad, la resistencia y el
Fig 1. Máquina de trefilado de cobre.
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Fig 5. Fábrica de cables.
Fig 2. Conductor de Cobre.
Fig 3. Conductor de Aluminio.
Fig 4. Conductor de oro con acero.
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