FORMAÇÃO - PRÁTICAS DE ELECTRICIDADE
revista técnico-profissional
o electricista
44
Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC
ficha prática n.º 24
{INTRODUÇÃO À ELECTRÓNICA}
Depois de inúmeras fichas técnicas a tratar de motores eléctricos chegou a altura de analisar o controlo de potência destas máquinas. Iremos nos próximos números iniciar uma abordagem pela área da electrónica para compreender todo o processo que está envolvido neste controlo.
1› SEMICONDUTORES 1.1› Tipos de materiais A grande variedade de utilizações determina um total conhecimento das características dos materiais, e do seu comportamento em função do tempo. Os materiais eléctricos dividem-se em: › Materiais condutores (incluindo nestes os resistentes e bons condutores); › Materiais isoladores; › Materiais semicondutores; › Materiais magnéticos.
Os materiais isoladores são aqueles que praticamente não conduzem a corrente eléctrica. Os valores usuais para a resistividade destes materiais estão entre l = 1014 e 1026 1.mm2 / m. Os materiais magnéticos, embora também sejam algo condutores da corrente eléctrica, geralmente são estudados com outra finalidade, devido às suas propriedades magnéticas. Estes materiais, conforme veremos adiante, têm a propriedade de facilitarem o percurso das linhas de força do campo magnético. Os materiais semicondutores apresentam uma condutividade intermédia entre a dos condutores e a dos isolantes. Os valores usuais da resistividade encontram-se entre l = 104 e 1010 1.mm2 / m.
1.2› Estrutura dos átomos
Figura 1 . Diagrama dos tipos de materiais eléctricos.
Os materiais utilizados em electrotecnia encontram-se no estado sólido, líquido ou gasoso. Em qualquer dos estados encontramos materiais condutores e materiais isolantes. › No estado sólido temos por exemplo, o cobre - material condutor; o vidro - material isolante. › No estado líquido podemos encontrar, por exemplo o mercúrio material condutor; óleo mineral - material isolante. › No estado gasoso encontramos, por exemplo o ar húmido - material condutor; ar seco - material isolante. Os materiais condutores são os que melhor conduzem a corrente eléctrica, ou seja, menor resistência oferecem à sua passagem. Os valores usuais para a resistividade estão entre l = 10 -4 e 102 1.mm2 / m.
Todos estes materiais, independentemente se são condutores ou isolantes, são constituídos por átomos. De um modo simplificado podemos considerar o átomo formado por: › Núcleo central - essencialmente constituído por duas espécies de partículas: os protões cuja carga é positiva e os neutrões que são partículas sem carga eléctrica. › Nuvem electrónica - formada por electrões que giram em várias órbitas e com grande velocidade à volta do núcleo. A massa do átomo encontra-se praticamente toda concentrada no núcleo, os electrões têm massa aproximadamente desprezável relativamente à massa do núcleo (Tabela 1).
Partícula
Símbolo
Massa relativa à unidade de massa atómica
Carga em unidades de carga elementar
Localização
Protão
p
1,007276 1
+1
Núcleo
Neutrão
n
1,008665 1
0
Núcleo
Electrão
e-
0,00055 1 / 1840
-1
Orbitais
Tabela 1 . Características físicas das partículas fundamentais do átomo.