Conductores electricos

República Bolivariana de Venezuela[pic 1]

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño

Extensión Maturín

Ing. Civil COD.: 42

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Profesora:                                                                              Bachiller:

Ing. José Tómas López                                                        Erika Sebastiani

Electiva III Seccion “V”                                                       C.I: 26.933.365

Septiembre de 2017

Índice

• Introducción
• Desarrollo:

1. ¿Qué es un conductor eléctrico?
2. Propiedades físicas de los metales.
3. Conductores de cobre y aluminio.
4. Características de los conductores.
5. Conductores para comunicación y control.
6. Calibres de conductores
7. Identificación de conductores
8. Tipos de empalmes.

• Conclusión
• Bibliografía

Introducción

Los materiales que permiten el paso fácil de electrones libres se llaman conductores, mientras que los materiales que impiden el paso de electrones libres se llaman aisladores.

Las teorías científicas que explican por qué ciertos materiales conducen y otros no son bastante complejas, arraigadas en explicaciones mecánicas cuánticas en cómo los electrones se arreglan alrededor de los núcleos de átomos. Contrariamente al conocido modelo "planetario" de electrones girando alrededor del núcleo de un átomo como trozos bien definidos de materia en órbitas circulares o elípticas, los electrones en "órbita" no actúan realmente como pedazos de materia en absoluto.

Todos los elementos metálicos son buenos conductores de electricidad, debido a la forma en que los átomos se unen entre sí. Los electrones de los átomos que comprenden una masa de metal están tan desinhibidos en sus estados de energía permisibles que flotan libremente entre los diferentes núcleos de la sustancia, fácilmente motivados por cualquier campo eléctrico. Los electrones son tan móviles, de hecho, que a veces son descritos por los científicos como un gas de electrones, o incluso un mar de electrones en el que descansan los núcleos atómicos. Esta movilidad de electrones explica algunas de las otras propiedades comunes de los metales: buena conductividad térmica, maleabilidad y ductilidad (fácilmente formada en diferentes formas), y un acabado brillante cuando es puro.

¿Qué son conductores eléctricos?

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

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, la plata 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 del 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.

Propiedades físicas de los metales

Se define como conductor al material metálico, usualmente en forma de alambre o cable, adecuado para el transporte de corriente eléctrica. Entre estas pueden seleccionarse por semas interesantes las siguientes:

1. peso específico.
2. coeficiente de temperatura (coeficiente de variación de resistencia con la temperatura)
3. calor especifico
4. punto de temperatura o de fusión
5. coeficiente de dilatación térmica
6. coeficiente de dilatación lineal

De acuerdo a los componentes del material de su aleación el conductor tendrá una conductividad que lo caracteriza, los más importantes son: el platino, plata, cobre, aluminio, hierro, etc. Tomando como base la plata, la conductividad relativa en otros metales es la siguiente:

• plata 100%
• cobre 94%
• aluminio 57%
• hierro 16%
• La conductividad real a 0º C es la siguiente:
• Plata: 66 (ohmios.m)-1  
• Tungsteno: 20,4 (ohmios.m)-1
• Cobre: 64,5 (ohmios.m)-1  
• Potasio: 16 (ohmios.m)-1
• Oro: 49 (ohmios.m)-1  
• Litio: 11,8 (ohmios.m)-1
• Aluminio: 40 (ohmios.m)-1
• Hierro: 11,5 (ohmios.m)-1
• Magnesio: 25,4 (ohmios.m)-1  
• Cesio: 5,2 (ohmios.m)-1
• Sodio: 23,4 (ohmios.m)-1  

Conductores de cobre y aluminio

Durante años, se han preguntado que usar sobre cobre o aluminio, cual es mejor. Pero no importa cual es mejor, si no para que se usa. El cobre es utilizado en su condición pura, pues tiene una conductividad comercial de 98 por ciento, basado en el International Annealed Copper Standard (IACS). Por otro lado, el aluminio puro no puede emplearse como conductor eléctrico, debido a que es muy suave para los ensambles mecánicos, por lo que siempre se utiliza en aleación con otros materiales (aleación Al 6101).

El cobre es un metal de color rojizo, dúctil y maleable, se puede fundir, forjar en láminas y estirarlo por medios mecánicos. En principio, del metal se obtiene el alambrón, que es macizo, de sección circular producido por laminación o "extrusión" en caliente; luego por "trefilación" y laminación en frío se produce el alambre de cobre. El alambre de cobre se presenta en el mercado nacional en las formas siguientes: duro, semiduro y blando recocido. En el primero, el cobre es resistente y se puede trabajar con cierta dificultad, no se usa en instalaciones interiores; sino en la elaboración de componentes tales como: grapas, conectores, platinas, barras, etc. El semiduro es el que se produce con características mecánicas intermedias entre el duro y el blando para fines que así lo requieran tales como bornes, contactos en tableros, láminas, etc. El blando o recocido se logra a partir del cobre duro, mediante un calentamiento progresivo y aplicando el estirado y laminado también progresivamente. Es por estas condiciones que se puede trabajar mejor, aunque su resistencia mecánica es menor que el duro. El cobre recocido se utiliza en la elaboración de hilos y cables utilizados en canalizaciones eléctricas.

Por su parte, el aluminio también se obtiene en forma similar, lográndose el tipo recocido de dureza media, tres cuartos de dureza y duro. El aluminio mezclado con acero, o en aleaciones especiales, logra mejor la resistencia mecánica. Comparando el cobre y el aluminio se puede concluir que el primero es 2 veces más pesado que el otro, teniendo el aluminio una resistividad 1.65 veces mayor que la del cobre. El volumen del aluminio es mayor y en ciertos casos habría que tomarlo en cuenta como desfavorable

Características de los conductores eléctricos

El cableado puede hacerse en forma concéntrica, circular, compactado, comprimido sectorial o anular, según se haya procesado el paquete de hilos para fines específicos. Los conductores de un solo hilo se denominan sólidos y se utilizan hasta el N° 10 en instalaciones residenciales, comerciales o de oficinas. Para calibres mayores se emplean cableados, para facilitar el manejo en el proceso de instalación.

1. conductores desnudos: Conforme a las necesidades un conductor eléctrico podrá estar al aire montado sobre soportes aislados de vidrio o porcelana, en redes aéreas, en líneas o redes de distribución, o líneas de alta o muy alta tensión. Para el caso de redes subterráneas, o bien en canalizaciones eléctricas residenciales, comerciales o industriales, se emplean conductores aislados. Los conductores desnudos también se utilizan para la puesta a tierra, para barras en sistemas de distribución industrial, barras también en tableros suspendidos por aisladores y para aterramiento de transformadores, pararrayos o el neutro de una red de distribución.
2. conductores aislados: Cuando un grupo de conductores van dentro de una canalización deben estar aislados, para mantener fuera de contactos entre sí, con tierra o estructuras. El aislante y el componente metálico de un conductor deben estar elaborados de tal forma que resistan los agentes externos que se indican a continuación.

• Agentes mecánicos: Tales como presión, abrasión, elongación y dobleces a l80º.  
• Agentes químicos: Agua, humedad, hidrocarburos, ácidos y alcalinos.

El material aislante debe soportar a los anteriores a fin de que no se produzcan desprendimientos de sus partes, agrietamiento, escamas o bien que disminuya su espesor.

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