A matéria tem 8 propriedades gerais, isto é, 8 características comuns a toda e qualquer porção de matéria: inércia, massa, extensão, impenetrabilidade, compressibilidade, elasticidade, divisibilidade e descontinuidade.
Inércia: A matéria conserva seu estado de repouso ou de movimento, a menos que uma força aja sobre ela. No jogo de sinuca, por exemplo, a bola só entra em movimento quando impulsionada pelo jogador, e demora algum tempo até parar de novo.
Massa: É uma propriedade relacionada com a quantidade de matéria e é medida geralmente em quilogramas. A massa é a medida da inércia. Quanto maior a massa de um corpo, maior a sua inércia. Massa e peso são duas coisas diferentes. A massa de um corpo pode ser medida em uma balança. O peso é uma força medida pelos dinamômetros.
Extensão: Toda matéria ocupa um lugar no espaço. Todo corpo tem extensão. Seu corpo, por exemplo, tem a extensão do espaço que você ocupa.
Impenetrabilidade: Duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo.
Comprove a impenetrabilidade da matéria: ponha água em um copo e marque o nível da água com esparadrapo. Em seguida, adicione 3 colheres de sal.
Resultado: o nível da água subiu. Isto significa que duas porções de matéria (água e sal), não podem ocupar o mesmo lugar no espaço (interior do copo) ao mesmo tempo.
Compressibilidade: Quando a matéria está sofrendo a ação de uma força, seu volume diminui.
Veja o caso do ar dentro da seringa: ele se comprime.
Elasticidade: A matéria volta ao volume e à forma iniciais quando cessa a compressão. No exemplo anterior, basta soltar o êmbolo da seringa que o ar volta ao volume e à forma iniciais.
Divisibilidade: A matéria pode ser dividida em partes cada vez menores. Quebre um pedaço de giz até reduzi-lo a pó. Quantas vezes você dividiu o giz !?
Descontinuidade: Toda matéria é descontínua, por mais compacta que pareça. Existem espaços entre uma molécula e outra e esses espaços podem ser maiores ou menores tornando a matéria mais ou menos dura.
Organolépticas:
a) cor: a matéria pode ser colorida ou incolor. Esta propriedade é percebida pela visão;
b) brilho: a capacidade de uma substância de refletir kluz é a que determina o seu brilho. Percebemos o brilho pela visão;
c) sabor: uma substância pode ser insípida (sem sabor) ou sápida (com sabor). Esta propriedade é percebida pelo paladar;
d) odor: a matéria pode ser inodora (sem cheiro) ou odorífera (com cheiro). Esta propriedade é percebida pelo olfato;
Físicas:
Entre as propriedades físicas encontram-se o ponto de fusão, o ponto de ebulição e o calor específico, mas vamos estudar outras duas propriedades:
a) densidade: é o resultado da divisão entre a quantidade de matéria 'massa) e o seu volume. A densidade absoluta de um corpo é igual a m/v. Se a massa é medida em gramas e o volume em cm cúbicos, a densidade é obtida em gramas por cm cúbicos. Ex: Qual a densidade de um corpo que tenha massa de 200 g e está ocupando um volume de 2000 cm cúbicos ? É de 0.1 g/cm cúbico.
b) dureza: é a resistência que a superfície de um material tem ao risco. Um material é considerado mais duro que o outro quando consegue riscar esse outro deixando um sulco. Para determinar a dureza dos materiais, usamos uma escala de 1 a 10. O valor um corresponde ao mineral menos duro que se conhece, o talco. O valor 10 é a dureza do diamante, o mineral mais duro que se conhece.
A matéria se apresenta em 3 estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
Sólido: No estado sólido, o corpo tem forma e volume definidos. A matéria em estado sólido pode se apresentar compacta, em pedaços ou em pó.
Os corpos são formados pela reunião de moléculas, e entre as moléculas desenvolvem-se duas forças: coesão (força que tende a aproximar as moléculas entre si) e repulsão (força que tende a afastá-las umas das outras. No estado sólido, a força de coesão é muito forte. Por isso, o movimento das moléculas é pequeno e elas apenas vibram.
Líquido: No estado líquido, a matéria tem forma variável e volume definidos. As moléculas tem menos força de coesão do que nos sólidos. Por isso, elas se deslocam mais.
Gasoso: No estado gasoso, a matéria tem forma e volume variáveis. Nos gases, as moléculas se movem livremente e com grande velocidade. A força de coesão é mínima e a de repulsão é enorme.
Fusão: É a passagem do estado sólido para o líquido. Quando fornecemos calor a um corpo, suas partículas vibram mais. A uma determinada temperatura, as partículas do sólido vibram com tanta intensidade que algumas chegam a vencer a força de coesão e passar ao estado líquido. Isso chama-se fusão. Cada substância tem sua temperatura de fusão característica a uma determinada pressão. Essa temperatura chama-se ponto de fusão.
Solidificação: É a passagem do estado líquido para o sólido. Quando se resfria um corpo, suas moléculas vibram menos. a uma determinada temperatura, as substâncias líquidas transformam-se em sólidas porque a força de coesão aumenta e a agitação molecular diminui. Essa temperatura, o ponto de solidificação, é igual à temperatura do ponto de fusão dessa mesma substância.
Vaporização: É a passagem do estado líquido para o gasoso. Pode ocorrer por evaporação (passagem lenta e espontânea estimulada pela temperatura, ventilação e superfície de evaporação), ebulição (passagem com grande agitação molecular e a formação de bolhas) e calefação (passagem brusca).
Condensação: Também chamada liquefação, é a passagem do estado gasoso para o estado líquido.
Sublimação: É a passagem direta do estado sólido para o gasoso ou vice-versa.
Fonte: www.superzap.com
Tem como objetivo aprender a distinguir e recomendar materiais utilizados em equipamentos e componentes elétricos e magnéticos, levando em consideração as propriedades dos metais, ligas, cerâmicos, semicondutores e plásticos, além das tendências atuais para o uso das propriedades desses materiais.
Problemas em relação a materiais aparecerão sem dúvida, principalmente em relação à sua escolha, cada situação para essa escolha é diferente, mas existem pontos de partida gerais para uma análise inicial.
Primeiramente deve-se considerar qualquer efeito de mudança que transgride o limite do material, seja calor, resistência ou até mesmo a capacidade de conduzir corrente elétrica.
Faça uma lista com os materiais possíveis, e elimine alguns por não se adequarem às propriedades mecânicas necessárias, como corrosão fraturas, outra idéia é fazer uma pesquisa de custos e quantidades, tratar estes materiais quimicamente ou termicamente, aumenta a possibilidade de uso e diminui o risco.
Ligação metálica:
Atração interatômica forte os elétrons na camada de valência são facilmente carregados para a banda de condução, enquanto que os demais ficam ligados fortemente ao núcleo, o que origina uma estrutura formada por íons positivos e elétrons livres.
Ligações Secundárias
Interação Dipolo induzido–Dipolo induzido
É a mais fraca das ligações secundárias, existe entre duas moléculas apolares e são rápida e inconstante, uma molécula apolar muito próxima, polariza uma outra molécula apolar em questão de segundos esta interação acontece entre todas as moléculas, porém são feitas e desfeitas rapidamente, em resumo é uma ligação fraca.
Interação Dipolo-Dipolo
Esta interação já é mais forte, acontece entre moléculas polares, os pólos de sinais contrários dessas moléculas se ligam, o que resulta em uma interação mais forte, não há indução nesse caso.
Pontes de Hidrogênio
É a ligação que ocorre entre o hidrogênio e os elementos mais eletronegativos o F (Flúor), O (Oxigênio), N (Nitrogênio) devido a grande diferença de eletronegatividade essa interação é a mais forte das mencionadas.
Estruturas Cristalinas
Os materiais sólidos podem ser caracterizados em relação as suas estruturas atômicas, um arranjo periódico constante caracteriza um material cristalino para longas distâncias, em condições normais todos os metais e a maioria das cerâmicas são cristalinos.
Os materiais não cristalinos são chamados de amorfos, como por exemplo, os
vidros.
Uma fase é uma parte homogênea que se estende por uma grande distância atômica,
o número de fases cristalinas é imenso já que existem muitas permutações e
combinações de grupos de átomos.
Uma fase amorfa tem ordem de pequenas distâncias seus arranjos são menos definidos
e permitem maiores diferenças na composição, o óleo a água e o mercúrio são
exemplos de fases amorfas em temperatura ambiente.
Uma molécula tem uma regularidade estrutural porque as ligações covalentes
determinam o número de vizinhos para cada átomo, tais estruturas são denominadas
cristais, algumas propriedades dos sólidos cristalinos dependem da estrutura
do cristal deste material.
Propriedades Elétricas
As cargas elétricas se deslocam nos materiais em forma de corrente elétrica,
resistência é a maior ou menor dificuldade de que se opõe um condutor à passagem
de corrente elétrica mobilidade das cargas varia para cada material.
Condução nos sólidos condutores, no mercúrio e nos metais em fusão
Nestes materiais existem elétrons livres, que podem se deslocar com um movimento
que depende da temperatura, os elétrons se agitam em um movimento desordenado,
porém se a substância for submetida a um campo elétrico os elétrons se ordenam
formando corrente, está corrente tem uma velocidade muito mais baixa do que
a da agitação térmica, quando são arrastados por colisão com o material os
elétrons perdem parte da sua energia em forma de calor (efeito Joule).
Condução nos líquidos
Pela hipótese de Arrenhius, sabemos que ao dissolver uma base, um ácido ou
um sal em água, as moléculas se dissociam gerando íons que se deslocam no
líquido, sob a ação de um campo elétrico os íons de cargas opostas vão se
deslocar em sentido contrário.
Condução nos gases
Um gás à pressão atmosférica é considerado um bom isolante, mas se submetido
a um campo elétrico suficientemente forte, passa a ser condutor, nesse estágio
alguns elétrons se libertam dos átomos que viram cátions, esse fenômeno se
chama ionização do gás.
Um gás bem ionizado conduz corrente elétrica luminescente (arco voltaico), se a causa da ionização desaparece o gás mantém a condutividade por um tempo, mas logo os íons se recombinam.
Propriedades mecânicas
Para selecionar materiais apropriados é essencial conhecer propriedades relevantes,
as propriedades mecânicas são medidas nos termos do comportamento do material
quando sujeito a uma força e são determinados pelas deformações, valores numéricos
não são encontrados facilmente, porém podem ser comparados com outros materiais.
Todo projeto, ao ser feito deve levar em consideração a resistência do material
de tal forma que as deformações em serviço não sejam excessivas e que fraturas
não ocorram.
Deformações nos metais: quando se aplica uma força em um
metal ele sofrerá deformação, esta pode ser elástica desaparece quando a força
é retirada (momentânea) ou plástica (permanente).
Podemos definir alguns pontos para esta deformação.
LE (limite de elasticidade) é o ponto até onde a deformação segue a lei de
Hooke, se a força transpassar esse ponto o objeto não mais voltará a sua forma
original, se a força for aumentada pode-se atingir o L.Ru (limite de ruptura)
ponto que estabelece a ruptura do material.
Conceitos:
Tensão: força por unidade de área
Modulo de elasticidade: quociente entre a tensão e a deformação resultante
Dutilidade: deformação total até o ponto de ruptura
Outras propriedades mecânicas
A dureza é a resistência da superfície do material à penetração, está intimamente relacionada com a resistência do material.
A tenacidade é uma medida de energia de deformação, é a energia total necessária para provocar a fratura do corpo de prova é representada através da área sob a curva do gráfico de tensão x deformação.
As propriedades mecânicas são levantadas através de cuidadosos testes de laboratório, através de normas e técnicas apropriadas.
Propriedades térmicas
Alguns conceitos para facilitar o entendimento temperatura é o nível de atividade térmica, enquanto que calor é a quantidade de energia térmica.
As condições térmicas do ambiente no qual está o material afetam de várias formas, sendo que a alteração na microestrutura é uma das mais importantes, pois afeta a propriedade do material.
As propriedades térmicas mais importantes são a resistência ao calor, resistência
ao frio, condutividade térmica e dilatação.
A resistência ao calor é a capacidade dos materiais suportarem sem prejuízo
de suas propriedades à manutenção por períodos curtos e longos de altas e
baixas temperaturas.
A condutividade térmica é a proporção de calor através dos corpos e tem lugar quando todos os pontos do material não estão na mesma temperatura, o calor se propaga molécula a molécula dos pontos mais quentes para os pontos mais frios.
A dilatação é o aumento de comprimento de um objeto em uma direção, cada material tem o seu coeficiente de dilatação quanto maior, mais ele se dilata.
01 - Por que desligar uma lâmpada de vapor de sódio e mercúrio há uma demora de cerca de 15 minutos para acender?
As Lâmpadas de sódio: são lâmpadas de descarga, pertencentes a um grupo denominado HID - High Intensity Discharge. Existem em duas variedades, alta pressão, também conhecidas como HPS (High Pressure Sodium) e baixa pressão, também conhecidas como LPS (Low Pressure Sodium).
No primeiro tipo (HPS), uma pequena quantidade do metal Sódio (Na) misturada com Mercúrio (Hg) é colocada em uma cápsula de vidro com gás Xenônio (ou Argônio) em seu interior. Estes gases servem para ativar o arco voltaico que é formado entre eletrodos colocados nas extremidades da cápsula. Durante o aquecimento inicial da lâmpada, o Sódio/Mercúrio gradativamente se vaporizam, fazendo com que uma tênue luz seja emitida pela lâmpada, sendo esse aquecimento a causa da demora para acendê-la. A pressão aumenta a seguir e a luz produzida intensidade. Na realidade o arco emite raios UV, invisíveis ao olho humano, mas a ampola é montada no interior de um bulbo revestido internamente com uma camada de fósforo, que passa a emitir luz assim que recebe os raios UV.
No segundo tipo (LPS), uma pequena quantidade do metal Sódio (Na) é colocada em um tubo de vidro com gás Neon e Argônio. Estes gases servem para ativar o arco voltaico que é formado entre eletrodos colocados nas extremidades do tubo. Durante o aquecimento inicial da lâmpada, o Sódio se vaporiza passando a emitir luz visível. O tubo onde forma-se o arco e onde é colocado o Sódio é dobrado na forma de um longo "U" e montado dentro de outro tubo maior, que forma o corpo da lâmpada. Lâmpadas LPS constituem a fonte de luz mais eficiente entre todas as lâmpadas (consumo de energia - iluminação produzida), sendo por este motivo muito utilizado em iluminação pública (em ruas e frequentemente em túneis).
02 -É possível ligar um capacitor eletrolítico de alumínio com polaridade invertida?
Um capacitor eletrolítico só funciona adequadamente quando se liga o pólo positivo à folha de alumínio anodizada (anodo) e o pólo negativo ao eletrólito (catodo), através da “caneca” metálica. Se a ligação for feita de modo invertido, inicia-se no interior do capacitor o mesmo processo eletroquímico que o fabricante usou para criar a camada de óxido na primeira armadura, porém agora localizado na folha de catodo, que não sofreu tal tratamento. Também a superfície interna da “caneca” de alumínio se oxida. Durante este processo ocorre a geração de gases e calor, que pode levar à explosão do capacitor. Muitos capacitores eletrolíticos possuem uma espécie de “válvula de segurança” para os casos de explosão.
03 - Qual a importância da areia nos fusíveis do tipo diazed ou NH de ação retardada e instantânea?
Primeiramente, uma pequena explanação de fusíveis:
Seguranças Fusíveis:
Os seguranças fusíveis são elementos inseridos nos circuitos para interrompê-los em situações anormais de corrente, como curto-circuito ou sobrecargas de longa duração. De um modo geral, os seguranças fusíveis são classificados segundo a tensão de alimentação em ala ou baixa tensão, e, também segundo as características de desligamento em efeito RÁPIDO OU RETARDADO.
Fusíveis de Efeito Rápido:
Os fusíveis de efeito rápido são empregados em circuitos em que não há variação considerável de corrente entre a fase de partida e a de regime normal de funcionamento. Esses fusíveis são ideais para a proteção de circuitos Resistivos (lâmpada, fornos, etc.).
Fusíveis de Efeito Retardado:
Os fusíveis de efeito retardado são apropriados para uso em circuitos cuja corrente de partida atinja valores muitas vezes superiores ao valor da corrente nominal e em circuito que estejam sujeitos a sobrecarga de curta duração. Como exemplo podemos citar, motores elétricos e cargas capacitivas em geral.
Os seguranças fusíveis de efeito retardado mais comumente usados são os NH E DIAZED RETARDADO.
Fusíveis NH
Os fusíveis NH suportam elevações de tensão durante certo tempo sem que ocorra fusão. Eles são empregados em circuitos sujeitos a um pico de corrente, e onde existam cargas indutivas e capacitivas.
Sua construção permite valores padronizados de corrente que variam de 6 á 1200 A. . Sua capacidade de ruptura é sempre superior a 70 KA com uma tensão máxima de 500 V.
Construção dos fusíveis NH
Os fusíveis NH são constituídos por duas partes: base e fusível.
A base é fabricada de material isolante como a esteatita, plástico ou termofixo. Nela são fixados os contatos em forma de garras, ás quais estão acopladas molas que aumentam a pressão de contato.
O fusível possui corpo de porcelana de seção retangular. Dentro desse corpo, estão o elo porcelana existem duas facas de metal que se encaixam perfeitamente nas garras da base.
O elo fusível é feito de cobre em forma de lâminas vazadas em determinados pontos para reduzir a seção condutora. O elo fusível pode ainda ser fabricado em prata.
Fusíveis DIAZED
Os fusíveis Diazed podem ser de ação rápida ou retardada.
Os de ação rápida são usados em circuitos resistivos, ou seja, sem picos de corrente.
Os de ação retardada são usados em circuitos com motores e capacitores, sujeitos a picos de corrente.
Esses fusíveis são construídos para valores de, no máximo 100 A. e capacidade de ruptura é de 70 KA com uma tensão de 500 V.
04 - Onde aplicar um capacitor de poliéster metalizado e não-metalizado em um circuito eletrônico?
Esse tipo de capacitor pode ter inúmeras aplicações em um circuito. Utiliza-se, porém, esse tipo de capacitor mais em circuitos onde se necessita de um bom filtro, por exemplo, um sistema de som. O capacitor de filme de poliéster não possui alta tolerância quanto o capacitor de polipropileno, por exemplo, Mas é muito barato. Sua temperatura é estável, fácil de ser encontrado no mercado com tolerância de 5% a 10 %, com baixa capacitância sem seu uso empregado somente na área de eletrônica. São utilizados em casos gerais onde não é necessária alta confiabilidade. Em geral são encontrados em rádios amadores AM/FM e eletrodomésticos em geral. O capacitor de filme metalizado de poliéster é feito com dielétrico de Dumont ou “Mylar”. De ótima qualidade, baixa perda e temperatura estável, pois os eletrodos são finos e por isso eles podem ser feitos muito pequenos. É considerado o melhor de todos os capacitores apesar de possuir baixa capacitância e por causa disso pode ser utilizados na área de eletrônica. São usados quando se procura alta confiabilidade, robustez e baixa dissipação de potencia em altas freqüências. São geralmente encontrados em equipamentos de R&F transmissores e receptores de todas as freqüências como transceivers de celular, bem como equipamentos computacionais que lidam com altas freqüências.
05 - Por que o uso de prata e ouro em circuitos eletrônicos?
Quando se necessita de um sistema que utiliza correntes muito baixas é necessário um bom condutor e o ouro e a prata caem como uma luva. Porém são pouco utilizados, obviamente, por seu alto custo. Pelo fato do ouro ser excelente matéria prima para se fazer fios bem finos é largamente utilizado pela indústria eletroeletrônica para fazer trilhas super finas em micro chip, e para impedir a oxidação de contatos. Contatos elétricos críticos ou propícios a oxidação costumam ser banhados a ouro para garantir que não haja oxidações. A prata por ser o melhor condutor elétrico na natureza é usada basicamente pra condução.
06. Quais são os tipos de resistores existentes no mercado para circuitos eletrônicos que utilizam ouro ou prata?
Não se varia os resistores nesses circuitos, apenas se adequa os resistores para o circuito. Os resistores são escolhidos de acordo com o circuito, e circuitos que possuem ouro e prata são circuitos que, provavelmente, trabalham com baixas correntes então se utiliza resistores com capacidades reduzidas.
Diodo
Um diodo é um componente de larga utilização na eletrônica. Antigamente os diodos eram válvulas (um componente com o aspecto de uma lâmpada). Quando hoje se fala em diodos estamos normalmente a referir-nos ao diodo semicondutor, que é completamente diferente, embora funcione da mesma maneira, sendo embora muito menor.
O estudo do funcionamento do diodo não é muito simples, pois é preciso saber primeiro o que são semicondutores de tipo n e de tipo p e como funciona um componente com estes dois materiais unidos (junção pn). As figuras seguintes mostram o aspecto de dois tipos de diodo. Sobre o funcionamento do diodo, pode adiantar-se que deixa passar corrente elétrica no sentido de p para n e não deixa passar corrente no sentido oposto. Chama-se a este fenômeno retificação e é tudo quanto o diodo faz. Uma aplicação básica é nas fontes de alimentação, para retificar a corrente elétrica (transformar a corrente alternada em contínua).
Usa-se também em receptores de rádio como detector e em muitas outras aplicações.
Retificadores
Os diodos como já foi visto anteriormente possuem propriedades retificadoras. Mas na verdade o que é que isso significa?
Isso quer dizer que eles só deixam a corrente fluir em um único sentido, sendo o contrário impossível. Essa propriedade dos diodos é largamente utilizada nos retificadores.
Retificadores são artifícios utilizados na eletrônica para transformar a corrente alternada em corrente contínua. Isso pode se dar de diversas maneiras. Seja através de retificadores de meia onda ou de onda completa.
Os retificadores de onda completa dividem-se em dois tipos: os que precisam de tomada central no transformador e os que não a necessitam.
Varicap
Ou capacitor variável, é um tipo de capacitor em que a capacitância pode ser alterada.
Diodo Zener
O diodo Zener pode funcionar polarizado diretamente ou indiretamente. Quando está polarizado diretamente, funciona como outro diodo qualquer. Não conduz enquanto a tensão aos seus terminais for inferior a 0,5 V (diodo de silício) e a partir desta tensão começa a conduzir, primeiro pouco e depois cada vez mais depressa, sendo não linear a curva de crescimento da corrente com a tensão. Por esse fato, a sua tensão de condução não é única, sendo considerada de 0,6 ou 0,7 V. Um diodo vulgar polarizado inversamente praticamente não conduz. Existe uma pequena corrente inversa, chamada de saturação e devida unicamente à geração de pares de elétron-lacuna na região de carga espacial, à temperatura ambiente.
No diodo Zener acontece a mesma coisa. A diferença entre os dois tipos de diodo é que, no diodo convencional, ao atingir uma determinada tensão inversa, cujo valor depende do diodo, este aumenta bruscamente a condução (avalanche) e a corrente elevada acaba por destruir o diodo, não sendo possível inverter o processo, enquanto no diodo Zener, ao atingir uma tensão chamada de Zener, o diodo aumenta a condução sem se destruir e mantém constante a tensão aos seus terminais. Existem várias tensões de Zener (uma para cada diodo) como, por exemplo, 5,1 V e 6,3 V. Quanto ao valor da corrente máxima admissível, existem vários tipos de diodo. O valor indicado é o da potência. Por exemplo, existem diodos Zener de 400 mW, além de outros valores. O valor da corrente máxima admissível depende desta potência e da tensão de Zener. É por isso que o diodo Zener se encontra normalmente associado com uma resistência em série, destinada precisamente a limitar a corrente a um valor admissível.
Leds
Diodos emissores de luz
Fonte: www.geocities.com
