Engenharia.:.Condutores

Condutores

Obtenção

            A obtenção dos metais é um estudo que cabe à metalurgia. A matéria prima básica são os minérios, ou seja, as ligações do metal com oxigênio, enxofre, sais e ácidos.

            Na natureza, encontramos no estado puro apenas os metais nobres, como o ouro e a platina, conta com particularidades, redutores próprios e métodos de purificação. Na obtenção dos metais, vamos, no presente estudo, restringir-se aos de maior uso elétrico.

Obtenção do Cobre

           

            O principal minério de cobre é o Cu2S, o Cu3FeS3, o Cu2O e o CuCo3 . Cu(OH)2. A porcentagem de cobre nesses minérios varia de 3,5 a 0,5%.

            As principais jazidas se localizam no Congo, Rodésia do Norte, Estados Unidos da América, Austrália, Espanha, Suécia, Noruega e Chile.

            Os Processos de obtenção se classificam em processo seco e por via úmida.

            Processo seco. Após a eliminação parcial do enxofre, efetua-se uma redução em fornos de fusão, através de carvão e aditivos ácidos que irão absorver grande parte do ferro. Obtém-se, assim, dois líquidos de peso específico diferente, ficando, na parte de baixo, um composto de cobre, contendo cerca de 45% desse material. A reação química que ai se processa é a  seguinte:

                             2Cu2O + Cu2S( 6Cu + SO2

Por via úmida. Minérios pobres são industrializados por um processo úmido. Aplicando-se ao minério uma solução de enxofre, obtém-se uma solução de sulfato de cobre. Da qual o cobre, representando por mais de 90% de todo o cobre obtido mundialmente.

Obtenção de Chumbo, Zinco e Níquel

                  O minério de chumbo (Pb) e de zinco (Zn) geralmente encontrados são sulfatos, respectivamente PbS e ZnS. O níquel (Ni), por seu lado, é mais raramente encontrados. No caso particular do zinco, o processo de redução se torna mais complexo, pelo fato de a temperatura de fusão ser de 907 ºC. Com isso, na fase de redução o zinco já está no estado de vapor, o que exige fornos fechado para o processo.

                  Processo seco. É o mais imperfeito, o que faz com que se refira o processo eletrolitico. O minério de níquel é inicialmente convertido em NiO. Reduzindo na presença de vapor de água a 400 ºC, obtém-se níquel, que, na presença de gás carbônico, 80 ºC, forma um gás com composição de Ni(CO)4, havendo posteriormente a decomposição do CO. O níquel assim obtido tem pureza de 99,9%.

Obtenção de Tungstênio

                  Os principais minérios de tungstênio (W) são o CaWo4, o PbWO3 e a Wolframita [(Mn, Fe)WO4]. Esses minérios são encontrados principalmente na China, Estados Unidos, Burma, Malásia, Portugal e Bolívia. Os minérios são inicialmente tratados com soda., do que resulta um wolframato de sódio, e que fornece óxido de tungstênio (WO3). Após uma secagem a 300 ºC, o óxido é reduzido à pó a 800 – 1000 ºC.

                  A refrigeração deve ser efetuada em ambiente de hidrogênio. Os grãos de pó metálico serão tanto maior quanto mais elevada a temperatura e mais longo o tempo de redução. A reação química é a seguinte:

                                         WO3+3H2(W+3H2O

                  A redução do WO3 pode ser feita tanto por carbono finalmente dividido quanto por monóxido de carbono (CO), aplicando a 1000 ºC. Esse último processo parece menos adequado à obtenção de tungstênio para uma das suas principais aplicações, que é  na adequação à obtenção de tungstênio para uma das suas principais aplicações, que é na fabricação de filamentos de lâmpadas.

                  O tungstênio possui uma temperatura de fusão muito elevada, da ordem de 3300 a 3400 ºC. Esse fato dificulta extremamente, ou mesmo impossibilita, sua fusão, fazendo com que geralmente seja usado o processo da sintetização dos pós, analisando mais adiante.

Obtenção do Alumínio

                  Os principais minérios são a bauxita (Al2O3 . H2O), ou, em outra forma, hidróxido de alumínio [AlO(OH)], freqüentemente misturando com impurezas, como o ferro e outros aditivos. No grupo dos materiais condutores, o alumínio ocupa lugar cada vez mais importante, por ser uma alternativa técnica e economicamente válida para substituir o cobre, sobretudo devido às jazidas relativamente grandes que existem 7% de toda crosta terrestre é alumínio.

                  O alumínio se caracteriza por uma grande afinidade com o oxigênio, ou seja,  apresenta oxidação rápida. Esse aspecto faz com que a redução normal do alumínio perante carbono ou CO não seja recomendada, passando-se ao processo de obtenção.

                  Como temperatura de fusão do óxido de alumínio é muito elevada (2050 ºC), este é dissolvido a 950 ºC em fluorito de alumínio e sódio (Na3AlF6), para, em seguida, ser-lhe aplicando o processo eletrolitico. O alumínio é o meio líquido, em fusão, que fica sob a ação de uma tensão de aproximadamente 6V e a corrente de 10kA a 30kA. O alumínio que se deposita no gatodo é pouco mais pesado que o eletrolítico em fusão, o que faz com que se deposite no fundo.

Materiais Condutores

                  A circulação de uma corrente elétrica é notada em materiais sólidos e nos líquidos, e, sob condições favoráveis, também nos gasosos. Sob o ponto de vista prático, a maior parte dos materiais condutores são sólidos, e dentro desse grupo, com destaque especial, os metálicos. No grupo dos líquidos, vale mencionar os metais em estados de fusão, eletrólitos e o caso particular do mercúrio, único metal que, à temperatura ambiente, se encontra no estado líquido. O mercúrio solidifica-se apenas a – 39 ºC.

                  Quanto aos gasosos, estes adquirem características condutoras sob a ação de campos muito intensos, quando então se podem ionizar. É o caso das descargas através de meios gasosos, como na abertura arco com a formação de um meio condutor conhecido por plasma, e tanto, normalmente, os gases, mesmo os de origem metálica, não podem ser utilizados nem considerados como condutores.

A Condutividade Metálica

                  A conceituação da  circulação da corrente elétrica tem sofrido algumas modificações sensíveis, pela teoria que têm sido desenvolvidas. Assim, pela teoria eletrônica clássica, supões-se que o corpo condutor sólido tenha uma cadeia cristalina iônica, envolvendo o íons, uma nuvem de elétrons livres.

                  Esses elétrons livres são provenientes dos átomos da matéria, e deslocados destes pela ação de uma força externa. No deslocamento dessa nuvem de elétrons através do corpo, este se chocam com os íons do sistema cristalino, perdendo energia de deslocamento, e que se faz notar por um aquecimento do corpo.

                  A existência de uma nuvem de elétrons, conforme mencionamos nas linhas anteriores, podem ser constatadas pelos seguintes fatos:

            Durante a passagem de uma corrente elétrica por um elemento condutor, metálico, não se pode observar uma difusão de átomos de um metal no outro.

            Levando-se um elemento que conduz corrente elétrica a velocidades elevadas, e freando-se instantaneamente o condutor, nota-se uma maior concentração de elétrons numa das extremidades, motivadas pela energia dos elétrons que compõem a nuvem.

            Quando um metal sofre aquecimento, este atua sobre os elétrons que formam a nuvem, podendo alguns destes, em função da energia térmica incidente, até abandonar o elemento condutor.

            Condutor Sob a ação de uma diferença de potencial U.            

Coeficiente de temperatura e Condutividade Térmica

                  A resistência elétrica, correlacionando correntes que circulam sob um potencial aplicando, serve indiretamente de medida da quantidade de energia absorvida por imperfeições cristalinas e outros fatores.

A Condutividade Térmica de Metais e Suas Ligas

            Sendo fonte das perdas de energia o condutor pelo qual circula a corrente elétrica e essas perdas, que são impossíveis de serem evitadas, geram calor, deve este ser liberado ao ambiente o mais depressa possível, para evitar, para evitar que a energia térmica altere as condições do material. Compreende-se assim, desde logo, que o estudo do comportamento térmico do material empregado, seja condutor ou isolante, é de importância elevada, para se Ter certeza de que, nas condições de serviço previstas, o equipamento não sofrerá danos.

Caracteristicas dos Metais Condutores

Material Resistência Térmica 

Cobre

Alumínio

Zinco

Estanho

Chumbo

0.24

0.40

0.90

1.55

3.00 

Matéria Abreviatura Potencial em V a 25 ºC  Magnésio Mg -2.34  Alumínio Al -1.33  Zinco Zn -0.76  Cromo Cr -0.51  Ferro Fe -0.44  Cádmio Cd -0.40  Cobalto Co -0.28  Níquel Ni -0.23  Matéria Abreviaturas  Potencial em V a 25 ºC  Estanho Sn -0.16  Chumbo Pb -0.12  Hidrogênio H  0.00  Cobre Cu +0.34  Prata Ag +0.79  Mercúrio Hg +0.35  Ouro Au +1.36  Platina Pt +1.60 

Engenharia.:.Resistência

Resistência

        A resistência é a oposição  ao fluxo da corrente. Para aumentar-se a resistência  de um circuito, são utilizados componentes elétricos chamados resistores. Um resistor é  um dispositivo cuja resistência é ao fluxo da corrente tem um valor conhecido e bem determinado. A resistência é medida  em OHMS e é representada pelo símbolo R nas equações. Define-se o OHM como a quantidade de resistência que limita a corrente num condutor a um ampère quando  a tensão aplicada for de um VOLT.

        Os resistores são elementos comuns na maioria dos dispositivos elétricos e eletrônicos.  Algumas aplicações  freqüentes  dos resistores     são:  estabelecer o valor  adequado da tensão do circuito, limitar a corrente e constituir-se numa carga.

Resistores fixos  x variáveis

       Um resistor fixo é aquele que possui um único valor de resistência que permanece constante sob condições normais.

       Resistor variável é usado para variar  ou mudar a quantidade  de resistência de um circuito. Os resistores variáveis são  chamados de  potenciômetros  ou reostatos. Os potenciômetros geralmente  possuem o elemento resistivo formado por carbono, enquanto nos reostatos ele é constituído  por um fio enrolado. Em ambos os casos o contato com o elemento resistivo fixo é feito através de um braço deslizante.  ( figura-A ).

      À medida que o braço deslizante gira,  seu ponto de contato com o elemento resistivo muda, variando assim,  a resistência  entre o terminal do braço deslizante e os terminais da resistência fixa.( figura-B )

 FIGURA-A: A resistência entre  B e A aumenta

                A resistência entre  B e C diminui

FIGURA-B: A resistência entre B e A diminui

                         A resistência entre B  e C aumenta

      Os reostatos geralmente são usados para controlar correntes muito altas tais como as encontradas em cargas tipo motor e lâmpadas. ( figura C )

        Na figura C, o reostato foi utilizado para controlar a corrente no circuito de uma lâmpada.

        Os potenciômetros podem ser usados para variar o valor da tensão aplicada a um circuito. ( figura D )  Neste circuito a tensão de entrada é  aplicada através dos terminais AC da resistência fixa.  Variando a posição do braço deslizante ( terminal B )  mudará a tensão através dos terminais BC. À medida que o braço deslizante se aproxima do terminal C, a tensão de saída do circuito diminui. À medida que o braço deslizante se aproxima  do terminal A, a tensão de saída do circuito aumenta.  Os potenciômetros como  dispositivos de controle, são encontrados em amplificadores, rádios, aparelhos de televisão e em instrumentos elétricos.  

       A especificação de um resistor variável é a resistência total entre os terminais.

A Resistência depende da Temperatura.

              Perguntamos por que a lei de OHM não  vale para as duas lâmpadas de filamento. Como as duas experimentam uma forte alteração de temperatura a uma crescente intensidade de corrente, isto poderia ser a causa para uma alteração de resistência.

              Na prática a intensidade  de corrente diminui em uma espiral de fio  de ferro (figura E),  quando aquecermos com um fio de Bunsen.  Da mesma maneira comportando-se quase todos os fios de metal, com exceção de ligas especiais como constantã, isabelino, manganina e novo constantã.

        A resistência de  materiais puros aumenta com a temperatura. Como em experiências elétricas são desejáveis resistências constantes dos condutores, utilizamos, geralmente,  para fios de resistências condutores de ligas insensíveis  à temperatura. Enrolamos os fios como bobinas em corpos isolantes e chamamos estes dispositivos de “resistências”.

          Na maior parte das vezes estas resistências têm um contato corrediço, que permite modificar a resistência elétrica  R  do condutor.

          Resistências insensíveis à  tampouco  podem  podem ser carregadas com intensidades ilimitadas de corrente, pois se fundem.  Por isso  encontrados a indicação em corpos de resistência,  ao lado da resistência elétrica,  a maior intensidade de corrente permissível.

          Falta  apenas pesquisar o comportamento da lâmpada de filamento de carvão derivada da lei de HOM.

         Estendemos  um bastonete de grafite entre dois suportes de HOLTZ e os ligamos em um circuito. Ao aquecermos a grafite com um bico de BUNSEN aumenta a intensidade da corrente.

           As experiências confirmam a suposição de que alterações de temperatura, que acontecem como conseqüência de aquecimento  por corrente,  são responsáveis  por alterações da resistência para ambos os lados.

           Medições mostram que: a lei de OHM vale para condutores metálicos, isto é, sua resistência independe da intensidade de corrente quando a temperatura permanece constante.

Coeficiente de Temperatura (x)

                   O coeficiente de temperatura da resistência (x) , indica a quantidade de variação da resistência para uma variação da temperatura. Um valor  positivo de ( x )  indica  que R  aumenta com a temperatura;  um valor negativo de ( x ) significa que R diminui e  um valor  zero para ( x ) significa que R é constante, isto é, não varia com a temperatura. Os valores típicos de ( x )  são apresentados na tabela a seguir:

     

                     

                                                                                                                     

                   Embora  para um dado material ( x )  possa variar ligeiramente com a temperatura,  um acréscimo  na resistência de fio produzido por um aumento na temperatura pode ser determinado aproximadamente a partir da equação:

                

                                           Rt = Ro + Ro ( x AT)

onde:    Rt = resistência mais alta à temperatura mais alta, em Ohms  (     )

             Ro= resistência à temperatura inicial, em Ohms

             X  = coeficiente de temperatura, em ohms/  oC

             AT= diferença  entre  a temperatura final e a inicial .

OBS.:    O Rt pode ser aplicado a cada ponto de uma curva  VxI,  a cada ponto de observação, ou aplicação.

              Observe que o carbono tem um coeficiente de temperatura negativo (- 0,00005).  Em geral , ( x) é negativo para todos os semicondutores como o germânios e o silício.  Observe também que o constatam apresenta um valor nulo para ( x ).  Assim sendo, ele pode ser usado na construção de resistores  de fio enrolado de alta precisão, pois a resistência não varia com o aumento da temperatura.

Engenharia.:.Trefilação

TREFILAÇÃO

  

O que é trefilação?

Trata-se de um processo mecânico que confere ao material precisão dimensional e melhores propriedades mecânicas.

Qual a sua finalidade?

A finalidade do processo de trefilação é a obtenção de fios de dimensões, acabamento superficial e propriedades mecânicas controladas.

  

Como ocorre a trefilação?

A trefilação ocorre pelo pelo racionamento de uma barra , fio ou tubo através de uma matriz com perfil semelhante ao mostrado na Figura 1. Desde que a seção transversal da matriz seja sempre menor que a peça trabalhada, o processo de trefilação ocasionara uma redução em área e um aumento no comprimento.

  

Qual a matéria prima empregada pela trefilação?

A matéria-prima para trefilação, comumente denominado fio-máquina, é o arame laminado a quente que não se fabrica em diâmetros menores que 5,5 mm. Por outro lado, ao longo das etapas de trefilação o material é encruado, ou seja, sua resistência mecânica cresce à medida em que a redução de área aumenta.

Desta forma, em função das características do fio-máquina laminado a quente, das características finais do produto ou da necessidade de uma maior redução de área, faz-se necessário um tratamento térmico de recozimento.

Durante a trefilação, que é realizada abaixo da temperatura de recristalização, o fio sofre um aumento da sua resistência mecânica e de redução da sua ductilidade, devido à deformação plástica, caracterizando o denominado efeito de encruamento. Acima de um certo grau de encruamento não é mais possível trabalhar o fio, sendo então necessário, para o prosseguimento do processo de trefilação, a aplicação de um tratamento térmico [Paparoni,19..]. Bresciani [1991], afirma que o controle das propriedades mecânicas do fio durante o processo de trefilação é muito importante para que este possa ter prosseguimento, sem ruptura do fio, e para que o fio, ao final do processo, apresente as características dimensionais, mecânicas e metalúrgicas exigidas por sua utilização.

O tratamento térmico mencionado, é comumente denominado de recozimento, que pode ser contínuo em fornos contínuos ou estacionário em fornos de campânula ou poço. Portanto, a ductilidade é fator primordial, no caso da trefilação, pois é a propriedade que indica a capacidade do material sofrer grandes deformações permanentes numa determinada direção, sem ocorrer ruptura. Representa a maior ou menor possibilidade do material ser alongado. Normalmente o recozimento dá-se em fornos de atmosfera protetora isenta de oxigênio ou de outros gases contaminantes.

Texto gentilmente cedido por André Luiz Scirre ()

  

BIBLIOTECA VIRTUAL

Como Cuidar de Sensibilidade da Gengivas?

GENGIVAS SENSÍVEIS
Ferver 50 g de folhas de sálvia em um litro de água. Deixar
esfriar e coar em seguida. Beber 4 xícaras ao dia. Paralela-
mente, fazer bochechos com o preparado.

As gengivas sensíveis são uma condição muito comum, e podem ser causadas por vários fatores, incluindo escovação excessiva, uso de escovas com cerdas duras, problemas na saúde bucal, como doença periodontal, efeitos colaterais de certos medicamentos, tabagismo, estresse e até mesmo alterações hormonal.

Aqui estão algumas outras dicas para tratar e prevenir gengivas sensíveis:

1. Use uma escova de dentes com cerdas macias: Isso pode ajudar a reduzir o impacto da escovação nas gengivas e reduzir a inflamação.

2. Utilize uma técnica de escovação adequada: Escove os dentes em um movimento suave e circular, sem pressionar com muita força. Além disso, use o fio dental regularmente para remover a placa bacteriana e restos de alimentos entre os dentes.

3. Use enxaguante bucal: Enxaguantes bucais que contêm flúor e clorexidina podem ajudar a prevenir a placa bacteriana e reduzir a inflamação.

4. Evite alimentos e bebidas ácidas: Isso pode irritar as gengivas e agravar a sensibilidade. Bebidas açucaradas também devem ser evitadas, pois podem contribuir para a formação de placa bacteriana.

5. Pare de fumar: O tabagismo é um fator de risco para a sensibilidade das gengivas e pode levar a outros problemas bucais.

6. Visite o dentista regularmente: O dentista pode identificar problemas precocemente e recomendar tratamentos específicos, como uma limpeza profissional, remoção de tártaro ou outros procedimentos, se necessário.

Se as gengivas sensíveis persistirem ou piorarem, é importante consultar um dentista ou periodontista. Eles podem avaliar a saúde bucal geral, identificar uma causa subjacente e recomendar um tratamento adequado.

Como Tratar Gastrite?

GASTRITE


O Que é?

O estômago é um tipo de bolsa que recebe o que ingerimos. Internamente, é forrada por mucosa, uma camada rosada parecida com a que temos em nossa boca.

Gastrite é a inflamação da mucosa do estômago e, muitas vezes, tem diferente significado para os leigos e para os médicos.

O público, freqüentemente, usa o termo gastrite como queixa, representando vários desconfortos relacionados com o aparelho digestivo.

Como Tratar?

Ralar algumas maçãs verdes, retirando o talo e as gemen-
tes, e comer durante todo o dia.