Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del poder popular para la Educacin Superior.Fundacin Misin Sucre. Aldea Lus Graterol BolvarCumana- Estado- Sucre

Realizado por: Kurt CobainProfesor: Anibal SilvaTrayecto II Trimestre IIIntroduccin

Laconductividad elctricaes la medida de la capacidad de unmaterialque deja pasar lacorriente elctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas elctricas. La conductividad depende de la estructura atmica y molecular del material, losmetalesson buenos conductores porque tienen una estructura con muchoselectronescon vnculos dbiles y esto permite su movimiento. La conductividad tambin depende de otros factores fsicos del propio material y de latemperatura.Dentro de los materiales metlicos ms utilizados mencionamos: la Plata, el cobre, aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre y conductores compuestos de aluminio-acero y cobre-acero cuyas aplicaciones en las industrias elctricas son muy tiles.Para el transporte de energa elctrica, as como para cualquier instalacin de uso domstico o industrial, el mejor conductor es laplata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma decablesde uno o varioshilos), o el aluminio; metal que si bien tiene unaconductividad elctricadel orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces ms ligero, por lo que su empleo est ms indicado en lneas areas de transmisin de energa elctrica en lasredes de alta tensin.1A diferencia de lo que mucha gente cree, eloroes levemente peor conductor que el cobre, sin embargo, se utiliza en bornes de bateras y conectores elctricos debido a su durabilidad y resistencia a la corrosin.Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia. Por ejemplo en los slidos los tomos como tal no son libres de moverse y la conductividad se debe a los electrones. En los metales existen electrones cuasi-libres que se pueden mover muy libremente por todo el volumen, en cambio en los aislantes, muchos de ellos son slidos inicos.

Conductividad de los conductores elctricosLos 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 todas las sustancias en estado slido o lquido poseen la propiedad de conductividad elctrica, pero algunas sustancias son buenos conductores, las mejores sustancias conductoras son los metalesLaconductividades la inversa de laresistividad, por lo tanto: , y su unidad es elS/m(siemenspormetro) o-1m-1Segn la teora de bandas de energa en slidos cristalinos, son materiales conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conduccin se superponen, formndose una nube de electrones libres causante de la corriente al someter al material a un campo elctrico. Estos medios conductores se denominan conductores elctricos. La Comisin Electrotcnica Internacional defini como patrn de la conductividad elctrica: Un hilo de cobre de 1 metro de longitud y un gramo de masa, que da una resistencia de 0,15388 a 20 C al que asign una conductividad elctrica de 100% IACS (International Annealed Cooper Standard, Estndar Internacional de Cobre no Aleado). A toda aleacin de cobre con una conductividad mayor que 100% IACS se le denomina de alta conductividad (H.C. por sus siglas inglesas).La conductividad en medios lquidos (Disolucin) est relacionada con la presencia de sales en solucin, cuya disociacin genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energa elctricasi se somete el lquido a uncampo elctrico. Estosconductores inicosse denominan electrolitos oconductores electrolticos. Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre dedeterminaciones conductomtricasy tienen muchas aplicaciones como, por ejemplo: En laelectrlisis, ya que el consumo de energa elctrica en este proceso depende en gran medida de ella. En los estudios de laboratorio para determinar el contenido de sales de varias soluciones durante la evaporacin del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la produccin de leche condensada). En el estudio de lasbasicidades de los cidos, puesto que pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad. Para determinar las solubilidades de electrlitos escasamente solubles y para hallar concentraciones deelectrlitosen soluciones por titulacin.Tipos de materiales conductoresLos materiales conductores pueden clasificarse en dos grupos: Materiales de alta conductividad (baja resistividad), y Materiales de alta resistividad (baja conductividad).Al primer tipo corresponden materiales que se emplean, fundamentalmente, para transportar corriente elctrica con baja perdida, por ejemplo cobre, plata, aluminio y ciertas aleaciones como el bronce. El segundo grupo est compuesto por materiales que se emplean, cuando se necesita producir una cada de potencial, por ejemplo se los emplea para la construccin de resistores, lmparas incandescentes.Los materiales de alta conductividad ms tpicos son: la plata (=0,016), cobre (=0,0172 a 0,0175) y el aluminio (=0,026 a 0,028).Plata (=0,016)La plata es, de los materiales conocidos, el ms conductor (un 10% ms que el cobre que ocupa el segundo lugar), pero su uso como material elctrico es muy limitado debido a su elevado costo. Se encuentra en la naturaleza bajo la forma de: sulfuros, cloruros o plata nativa; para obtener plata qumicamente pura, una vez elaborada, se la refina por va generalmente electroltica.La plata es un material muy maleable y dctil, que puede soldarse a s misma por martilleo (batido), a una temperatura inferior a la de fusin (temperatura de fusin: 960C); su dureza no es muy elevada, y se haya comprendida entre la del oro y el cobre.Como material conductor se emplea: en fusibles (para cortocircuitos elctricos), fundamentalmente por su alta conductividad, su inoxibilidad y su precisin para la fusin; en contactos de interruptores o relevadores para bajas intensidades, por su alta conductividad elctrica y trmica; en instrumentos mdico elctricos (termocauterio)Cobre (=0,0172 a 0,0175)

El cobre es, despus de la plata, el metal que tiene mayor conductividad elctrica; las impurezas, incluso en pequea cantidad, reducen notablemente dicha conductividad. Tambin despus de la plata el cobre es el metal que mejor conduce el calor. No es atacado por el aire seco; en presencia del aire hmedo, se forma una platina (Carbonato de Cobre), que es una capa estanca, que protege el cobre de posteriores ataques.

El cobre puro, con un grado de pureza del 99.9%, se fbrica generalmente por procedimientos electrolticos. Su denominacin normalizada es KE-CU (Cobre Catdico). Industrialmente, solo se emplea como material conductor cobre electroltico.El cobre Electroltico se emplea en electrotecnia especialmente como material conductor para lneas elctricas y colectores y como material de contacto en interruptores de alta tensin. Se utiliza tambin, por su elevada conductividad trmica, por ejemplo en equipos de soldadura, tubos de refrigeracin.

Aluminio (=0,026 a 0,028)

El aluminio presenta buena conductividad elctrica y es tambin buen conductor del calor. Es fcil de conformar por laminado y estirado. Su resistencia es a la traccin, modelando, es de 90 a 120 N/mm2 y laminado en caliente de 130 a 200 N/mm2. A la inversa, el alargamiento, vara entre 35 y 3%. El aluminio se puede alear fcilmente con otros metales. Sometido a la accin del aire, se cubre de una capa de xido, que debido a su estanqueidad protege de oxidacin ulterior al metal situado bajo la misma, por lo que el aluminio es resistente a la corrosin. El aluminio se puede estaar y soldar. Como material conductor se emplea exclusivamente aluminio puro (99,5 % Al). El aluminio pursimo (Krayal) contiene 99,99999 % Al: su conductividad aumenta al bajar su temperatura, hasta, a 4,2 K.

El aluminio puro se emplea, debido a su resistencia a la corrosin y a su baja densidad, para revestimientos de cables. Su buena deformabilidad lo hace apropiado para lminas de condensadores, su buena colabilidad para jaulas de rotores y su buena conductividad para lneas areas.

Con el objeto de mejorar las cualidades mecnicas del cobre, se le adicionan otros elementos formando aleaciones, como el bronce y el latn.Bronce Es una aleacin de cobre y estao (generalmente con un 80% a un 95% de Cu), que se caracteriza por su tenacidad y dureza).Suele usarse como conductor elctrico, pese a que su conductividad elctrica es inferior a la del cobre. Los bronces modernos, son frecuentemente aleaciones ternarias o cuaternarias (otros elementos componentes de la aleacin suelen ser: el fsforo, el silicio, el magnesio, el berilio, el cadmio, etc.); algunos bronces llevan el nombre del elemento que se les adiciona (ejemplo: bronce fosforoso, bronce al silicio, etc.).Latn Es una aleacin de cobre (50% a 70%) y zinc (30% a 50%), a los que se les agrega, a veces, otros materiales (estao, plomo, hierro), pero en pequeas cantidades. Se caracteriza por la facilidad con que puede ser estirado y estampado y se usa como material conductor, pese a que su conductividad elctrica es inferior a la del cobre.Cuando se requieren conductores de elevada resistencia mecnica, se suelen utilizar el hierro o el acero, recubiertos de una pelcula protectora y muy conductora de cobre; poseen como ventaja la gran resistencia propia del hierro o el acero, combinada con la elevada conductividad del cobre. Materiales Conductores de Alta ResistividadEste grupo est compuesto de aleaciones de alta resistividad. Estas aleaciones tienen composiciones muy variadas y se encuentran en el mercado bajo distintas denominaciones. Los principales elementos empleados en estas aleaciones son: cobre, cromo, hierro, nquel, manganeso, aluminio, zinc, silicio, etc.Aleaciones de cobre y nquelSon aleaciones que poseen coeficientes de resistividad relativamente bajos respecto a otras aleaciones (alrededor de 0,5 Wmm/m).Una aleacin de este tipo es el constatan (60% cobre 40% nquel). Esta aleacin tiene una elevada f.e.m. respecto al cobre, por lo que no es adecuada para instrumentos de medida de precisin, pese a tener un bajo coeficiente de temperatura.Aadiendo zinc a la aleacin cobrenquel, se obtiene el argentan que tiene 0,37Wmm/m, y un elevado coeficiente de temperatura.Con la adicin de manganeso, se obtiene la niquelina (67%Cu31%Ni2%Mn aproximadamente), que tiene 0,40Wmm/m y coeficiente de temperatura yf.e.m. respecto al Cu, prcticamente despreciables, por lo que se emplean en los instrumentos de precisin.Aleaciones de nquel y cromoSon aleaciones que poseen coeficientes de resistividad ms elevados (alrededor de 1Wmm/m), coeficientes de temperatura bajos y pequeas f.e.m. con respecto al Cu. Son aleaciones adecuadas para trabajar a temperaturas elevadas (1.000C o algo ms), pues el conductor se recubre de una capa de xido que lo protege del ulterior ataque del oxgeno.Las aleaciones nquel-cromo se encuentran en el mercado con distintas denominaciones comerciales. Con la adicin de hierro, se obtiene un aumento de la resistividad y menor costo, pero los conductores no son aptos para trabajar a temperaturas superiores a los 800C, y a veces presentan fenmenos de oxidacin.Para temperaturas de hasta 1.350C se fabrican aleaciones de hierro, aluminio, cromo y cobalto (kanthal).AguaAgua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dixido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10 x 10-6 W-1*m-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente elctrica se transporta por medio de iones en solucin, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentracin de iones. De tal manera, que la conductividad cuando el agua disuelve compuestos inicos.Conductividad en distintos tipos de aguas: Agua ultra pura: 5.5 - 10-6 S/m Agua potable: 0.005 - 0.05 S/m Agua del mar: 5 S/m

Simbologa de Canalizaciones Elctricas

Conclusin

Es importante para el electricista conocer los diversos materiales con que trabajar, cada elemento tiene una distinta conductividad, resistencia, densidad, peso, disponibilidad y costo. Todo esto nos ayudar para evaluar cual material conductor de energa elctrica utilizar para cierto proyectos elctricos, calculando su valor/utilidad organizndose para un justo presupuesto.

Como hemos conocido, la plata es mejor conductor que el cobre, pero es menos abundante y ms caro que ste, siendo utilizado el cobre ms en trabajos generales de electrnica y electricidad, aunque dado a su peso, no es muy til a la hora de usarlo en conductores de larga distancia, como en torres de tendido elctrico de alta tensin, dado que es muy pesado y podra romperse o durar menos de lo estimado, en este caso emplearemos conductores de aluminio en dichos conductores de torres de alta tensin elctrica, dado que es ms ligero que el cobre.

Adems podemos combinar ciertos materiales para dar aleaciones ms resistentes, como de cobre nquel, nquel latn, cobre estao (bronce). Estas son muy utilizadas en circuitos electrnicos. El agua tambin es buen conductor de la electricidad.

En el tema de las canalizaciones elctricas, se usan determinados smbolos para as identificar cada elemento en un plano.

Bibliografa

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