El carbono, en diversas formas y en combinación con otros materiales, se utiliza ampliamente en la ingeniería eléctrica. Los materiales eléctricos de carbono se fabrican a partir de grafito y otras formas de carbono.
El carbono tiene las siguientes aplicaciones en Ingeniería Eléctrica–
- Para hacer el filamento de lámpara incandescente
- Para hacer contactos eléctricos
- Para hacer resistencias
- Para hacer pinceles para máquinas eléctricas como las de corriente continua, alternadores.
- Para hacer elementos de pilas de batería
- Para hacer electrodos de carbono para hornos eléctricos
- Iluminación de arco y electrodos de soldadura
- Para hacer componentes para válvulas y tubos de vacío
- Para fabricar piezas para equipos de telecomunicaciones.
El uso del carbono para fabricar el filamento de la lámpara incandescente
El carbono se utiliza con un medio de gas inerte para hacer filamento para lámpara incandescente. Resistividad de carbono es de unos 1000-7000 -cm y el punto de fusión es de unos 3500oC. Lo que lo hace adecuado para hacer filamento para lámpara incandescente. La eficiencia comercial de la lámpara de filamento de carbono es de 4,5 lúmenes por vatio o 3,5 vatios por la potencia de la vela. El carbono tiene un efecto de ennegrecimiento en la lámpara incandescente. Para evitar este ennegrecimiento de la bombilla, la temperatura de trabajo se limita a 1800oC.
Uso del carbono para hacer contactos eléctricos
El carbono se utiliza como fibra formada de polímeros por pirólisis. Las fibras de carbono muestran una inusual resistencia mecánica bajo una 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 el funcionamiento. Estas fibras de carbono también reducen el desgaste de los contactos eléctricos. Además, el carbono, al ser un director de electricidad, contribuye a transportar la corriente que pasa por el contacto eléctrico en términos que reduce la resistencia de contacto.
Uso del carbono para fabricar resistencias
Alta resistividad…el alto punto de fusión y el bajo coeficiente de temperatura de… resistencia hacen que el carbono sea adecuado para fabricar resistencias. Resistencias hechos de carbono son ampliamente utilizados en los circuitos electrónicos.
El uso del carbono para fabricar cepillos para máquinas eléctricas de corriente continua y alternadores
El grafito de carbono es muy adecuado para hacer escobillas para máquinas de corriente continua de gran potencia y alternadores. Los pinceles hechos de grafito de carbono tienen las siguientes ventajas
- Las escobillas de grafito de carbono tienen una alta resistencia al contacto. Esta alta resistencia de los cepillos de carbono de grafito ayuda a mejorar la conmutación.
- Alta estabilidad térmica que los hace aptos para soportar a alta temperatura desarrollada debido a la fricción durante el funcionamiento de la máquina rotativa.
- Autolubricación entre los cepillos estacionarios y el conmutador rotativo o los anillos colectores. Lo que reduce el desgaste del conmutador o los anillos colectores.
Uso del carbono para fabricar elementos de células secas
El carbono es un elemento importante de la construcción de las células secas. El carbono se utiliza para fabricar electrodos para pilas de zinc-carbono (Células secas). El electrodo de carbono funciona como el polo positivo de batería. En las células secas el carbono es un material inerte ya que no participa en la reacción electroquímica que se produce en las células secas.
Uso de electrodos de carbono para hornos eléctricos
El grafito de carbono se utiliza ampliamente para la fabricación de los electrodos para Hornos de arco eléctrico. En los hornos de arco eléctrico utilizados para la producción de acero el nivel de temperatura de funcionamiento es de alrededor de 2760oC. El grafito de carbono es el único material comercial disponible que tiene el alto nivel de conductividad eléctrica y la capacidad de estar de pie con un nivel de temperatura tan alto. Lo que lo hace adecuado para hacer electrodos para hornos de arco eléctrico.
El uso de grafito de carbono para la iluminación del arco y los electrodos de soldadura
El grafito de carbono también se utiliza ampliamente para la fabricación de los electrodos para la iluminación del arco y la soldadura. Como ya se ha dicho, el grafito de carbono tiene el alto nivel de conductividad eléctrica y la capacidad de soportar altas temperaturas durante la iluminación del arco y la soldadura. Lo que lo hace adecuado para hacer electrodos para iluminación de arco y soldadura.
El uso del carbono como componente de las válvulas y tubos de vacío
En las válvulas y tubos de vacío, el carbono se utiliza para el revestimiento del cátodo y la rejilla para protegerse de la deformación mecánica producida a muy alta temperatura durante el funcionamiento de las válvulas y tubos de vacío. En la aplicación de alta potencia, el ánodo utilizado en las válvulas y tubos de vacío, debe ser capaz de soportar a alta temperatura de funcionamiento y debe ser capaz de disipar el calor producido. Para este propósito el carbono es muy adecuado para hacer ánodos para válvulas y tubos de vacío.
Uso de carbono para fabricar piezas para equipos de telecomunicaciones
El carbono se utiliza para hacer transductores como los micrófonos que convierten el sonido en una señal eléctrica. Antes del desarrollo de los amplificadores basados en tubos de vacío, los micrófonos de carbono eran el único medio práctico para obtener señales de audio de alto nivel.
