Aplicações de Materiais de Carbono na Engenharia Elétrica

O carbono, em várias formas e em combinação com outros materiais, é amplamente utilizado na engenharia elétrica. Os materiais de carbono elétrico são fabricados a partir de grafite e outras formas de carbono.
O carbono tem as seguintes aplicações em Engenharia Elétrica–

1. Para fazer o filamento de lâmpada incandescente

2. Para fazer contatos elétricos

3. Para fazer resistores

4. Para fazer escovas para máquinas elétricas, como máquinas DC, alternadores.

5. Para fazer elementos de células de bateria

6. Para fazer eletrodos de carbono para fornos elétricos

7. Eletrodos para iluminação a arco e soldagem

8. Para fazer componentes para válvulas e tubos de vácuo

9. Para fazer peças para equipamentos de telecomunicação.

Uso do Carbono para Fazer o Filamento de Lâmpada Incandescente

O carbono é usado com meio de gás inerte para fazer o filamento para lâmpada incandescente. A resistividade do carbono é de cerca de 1000-7000 µΩ-cm e o ponto de fusão é de cerca de 3500oC. Isso o torna adequado para fazer o filamento da lâmpada incandescente. A eficiência comercial da lâmpada de filamento de carbono é de 4,5 lumens por watt ou 3,5 watts por potência de vela. O carbono tem um efeito de escurecimento na lâmpada incandescente. Para evitar esse escurecimento do bulbo, a temperatura de operação é limitada a 1800oC.

Uso do Carbono para Fazer Contatos Elétricos

O carbono é usado como fibra formada a partir de polímeros por pirolise. As fibras de carbono mostram uma resistência mecânica incomum sob carga de tração. Essas fibras de carbono são usadas para aumentar a resistência mecânica dos contatos elétricos que estão sujeitos a cargas compressivas ou de tração durante a operação. Essas fibras de carbono também reduzem o desgaste dos contatos elétricos. Além disso, o carbono sendo um condutor de eletricidade, contribui para a condução de corrente passando pelo contato elétrico, reduzindo a resistência de contato.

Uso do Carbono para Fazer Resistores

Alta resistividade, alto ponto de fusão e baixo coeficiente de temperatura de resistência tornam o carbono adequado para a fabricação de resistores. Resistores feitos de carbono são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos.

Uso do Carbono para Fazer Escovas para Máquinas DC e Alternadores Elétricos

O carbono grafítico é muito adequado para fazer escovas para máquinas DC de grande potência e alternadores. As escovas feitas de carbono grafítico têm as seguintes vantagens –

• As escovas de carbono grafítico têm alta resistência de contato. Esta alta resistência das escovas de carbono grafítico ajuda a melhorar a comutação.

• Alta estabilidade térmica – o que as torna adequadas para resistir a altas temperaturas desenvolvidas devido ao atrito durante a operação de máquinas rotativas.

• Autolubrificação entre as escovas estacionárias e o comutador ou anéis deslizantes rotativos. Isso reduz o desgaste do comutador ou anéis deslizantes.

Uso do Carbono para Fazer Elementos de Células Secas

O carbono é um elemento importante na construção de células secas. O carbono é usado para fazer eletrodos para baterias de zinco-carbono (células secas). O eletrodo de carbono funciona como o polo positivo da bateria. Nas células secas, o carbono é um material inerte, pois não participa da reação eletroquímica ocorrida nas células secas.

Uso de Eletrodos de Carbono para For