Question

3. Procurando algumas informações na internet, Helena, uma estudante do 8º ano, verificou que nas linhas de transmissão de energia elétrica costuma-se utilizar cabos de alumínio em vez de cabos de cobre. Esse fato a deixou intrigada, pois no seu cotidiano só havia observado fios de cobre na instalação elétrica de sua residência e nas atividades experimentais que faz nas aulas de Ciências. Porém, Helena pensou assim: "Hummm, na atividade experimental deste Módulo, usei um fio de níquel-cromo... Será que os fios de alumínio conduzem melhor a corrente elétrica?". Ela voltou à internet, buscou informações a respeito dos fios de alumínio e de cobre e montou o quadro a seguir.


Que tal ajudar Helena a entender o motivo pelo qual nas linhas de transmissão usam-se cabos de alumínio em vez de cobre?
Observe o quadro anterior. Nele são apresentadas a resistividade, a densidade e o preço por quilograma (em dólar) dos fios de alumínio e de cobre.
Comparando os dados apresentados e considerando dois fios de mesma geometria (mesma forma, mesma área e mesmo comprimento), sendo um de alumínio e o outro de cobre:

a. Identifique o fio que apresentará maior resistência elétrica.

b. Explique qual deles é melhor condutor elétrico.

c. Identifique o fio que apresenta mais massa e, consequentemente, é mais pesado.

d. Descreva o que pode ser alterado no fio de alumínio para que ele apresente a mesma resistência elétrica do fio de cobre.

e. Produza um pequeno texto justificando cientificamente para Helena o uso dos fios de alumínio nas linhas de transmissão de energia elétrica. Lembre-se de que, nesse caso, os fios deverão ter os mesmos comprimentos.​​

Answer 1

Nas linhas de transmissão elétrica, os fios de alumínio são preferidos pelo seu menor peso e seu menor custo em relação aos fios de cobre, enquanto a resistividade do alumínio não é muito maior que a do cobre.

Qual cabo terá maior resistência?

Observando a tabela, a resistividade do alumínio é maior que a do cobre, porém, não atinge o duplo da resistividade do cobre, portanto, se termos dois fios do mesmo comprimento e seção transversal, o fio de alumínio terá maior resistência.

Qual é o melhor condutor elétrico?

Como a resistividade do cobre é menor que a do alumínio, o cobre é melhor condutor elétrico que o alumínio.

Qual é o  fio que apresenta maior massa?

Observando a tabela, o cobre tem muita maior densidade que o alumínio, portanto, um fio de cobre será mais pesado que um fio de alumínio.

Que pode mudar no fio de alumínio para se obter a mesma resistência do fio de cobre?

A fórmula da resistência de um material de área transversal A e comprimento L é:

$R=\rho\frac{L}{S}$

Supondo que o comprimento não pode ser alterado, podemos igualar as resistências dos fios de cobre e de alumínio:

$\rho_{Cu}\frac{L}{S_1}=\rho_{Al}\frac{L}{S_2}\\\\\rho_{Cu}\frac{1}{S_1}=\rho_{Al}\frac{1}{S_2}\\\\\frac{S_2}{S_1}=\frac{\rho_{Al}}{\rho_{Cu}}=\frac{0,0284}{0,0173}=1,64$

Ou seja, aumentando uns 64% a seção do fio de alumínio, podemos conseguir a mesma resistência do fio de cobre.

Porque os fios de alumínio são preferidos nas linhas de transmissão?

Os cabos das linhas de transmissão são feitos de alumínio e reforçados com malha de aço, o alumínio é preferido por apresentar uma resistividade similar ao do cobre (embora seja maior), com menor custo e menor peso, sendo isso último um aspecto muito importante nas linhas de transmissão.

Saiba mais sobre a resistividade de um fio em https://brainly.com.br/tarefa/3733250

#SPJ1