Aplicaciones de Materiales de Carbón en Ingeniería Eléctrica
El carbono, en diversas formas y combinado con otros materiales, se utiliza ampliamente en la ingeniería eléctrica. Los materiales de carbono eléctrico se fabrican a partir de grafito y otras formas de carbono.
El carbono tiene las siguientes aplicaciones en Ingeniería Eléctrica–
Para la fabricación del filamento de la lámpara incandescente
Para la fabricación de contactos eléctricos
Para la fabricación de resistencias
Para la fabricación de cepillos para máquinas eléctricas como máquinas de corriente directa, alternadores.
Para la fabricación de elementos de celdas de baterías
Para la fabricación de electrodos de carbono para hornos eléctricos
Electrodos para iluminación de arco y soldadura
Para la fabricación de componentes para válvulas y tubos de vacío
Para la fabricación de piezas para equipos de telecomunicaciones.
Uso del Carbono para la Fabricación del Filamento de la Lámpara Incandescente
El carbono se utiliza en un medio de gas inerte para la fabricación del filamento de la lámpara incandescente. La resistividad del carbono es de aproximadamente 1000-7000 µΩ-cm y su punto de fusión es de alrededor de 3500oC. Esto lo hace adecuado para la fabricación del filamento de la lámpara incandescente. La eficiencia comercial de la lámpara de filamento de carbono es de 4.5 lúmenes por vatio o 3.5 vatios por poder de vela. El carbono tiene un efecto de ennegrecimiento en la lámpara incandescente. Para prevenir este ennegrecimiento, la temperatura de trabajo se limita a 1800oC.
Uso del Carbono para la Fabricación de Contactos Eléctricos
El carbono se utiliza como fibra formada a partir de polímeros mediante pirolisis. Las fibras de carbono muestran una resistencia mecánica inusual bajo carga de tracción. Estas fibras de carbono se utilizan para aumentar la resistencia mecánica de los contactos eléctricos que están sujetos a cargas de compresión o tracción durante la operación. Estas fibras de carbono también reducen el desgaste de los contactos eléctricos. Además, el carbono, siendo un conductor de electricidad, contribuye a la conducción de la corriente que pasa a través del contacto eléctrico, reduciendo así la resistencia de contacto.
Uso del Carbono para la Fabricación de Resistencias
Alta resistividad, alto punto de fusión y bajo coeficiente de temperatura de la resistencia hacen que el carbono sea adecuado para la fabricación de resistencias. Las resistencias hechas de carbono se utilizan ampliamente en circuitos electrónicos.
Uso del Carbono para la Fabricación de Cepillos para Máquinas Eléctricas de Corriente Directa y Alternadores
El grafito de carbono es muy adecuado para la fabricación de cepillos para máquinas de corriente directa y alternadores de alta potencia. Los cepillos hechos de grafito de carbono tienen las siguientes ventajas –
Los cepillos de grafito de carbono tienen una alta resistencia de contacto. Esta alta resistencia de los cepillos de grafito de carbono ayuda a mejorar la conmutación.
Alta estabilidad térmica – lo que los hace adecuados para soportar altas temperaturas desarrolladas debido a la fricción durante la operación de la máquina rotativa.
Autolubricación entre los cepillos estacionarios y el colector o anillos deslizantes rotativos. Esto reduce el desgaste del colector o anillos deslizantes.
Uso del Carbono para la Fabricación de Elementos de Celdas Secas
El carbono es un elemento importante en la construcción de celdas secas. Se utiliza para la fabricación de electrodos para baterías de zinc-carbono (celdas secas). El electrodo de carbono funciona como polo positivo de la batería. En las celdas secas, el carbono es un material inerte ya que no participa en la reacción electroquímica que ocurre en las celdas secas.
Uso de Electrodos de Carbono para Hornos Eléctricos
El grafito de carbono se utiliza ampliamente para la fabricación de electrodos para hornos de arco eléctrico. En los hornos de arco eléctrico utilizados para la producción de acero, el nivel de temperatura de operación es de aproximadamente 2760oC. El grafito de carbono es el único material comercialmente disponible que tiene un alto nivel de conductividad eléctrica y la capacidad de soportar tal nivel de temperatura. Esto lo hace adecuado para la fabricación de electrodos para hornos de arco eléctrico.
Uso del Grafito de Carbono para Electrodos de Iluminación de Arco y Soldadura
El grafito de carbono también se utiliza ampliamente para la fabricación de electrodos para iluminación de arco y soldadura. Como se discutió anteriormente, el grafito de carbono tiene un alto nivel de conductividad eléctrica y la capacidad de soportar altos niveles de temperatura durante la iluminación de arco y la soldadura. Esto lo hace adecuado para la fabricación de electrodos para iluminación de arco y soldadura.
Uso del Carbono como Componente de Válvulas y Tubos de Vacío
En válvulas y tubos de vacío, el carbono se utiliza para recubrir el cátodo y la rejilla para proteger contra la deformación mecánica producida a
