Видове електрически проводници и основни характеристики



на електрически проводници или проводящи материали са тези, които имат малка устойчивост на циркулация на електрически ток, като се имат предвид техните специфични свойства. Атомната структура на електрическите проводници улеснява движението на електроните през тях, с които този тип елементи благоприятстват преноса на електроенергия..

Проводниците могат да се появяват в различни форми, като един от тях е материалът в специфични физически условия, като метални пръти (арматура), които не са разработени да се състоят от електрически вериги. Въпреки че не са част от електрическо сглобяване, тези материали винаги поддържат своите свойства на шофиране.

Има и еднополюсни или многополюсни електрически проводници, които официално се използват като свързващи елементи на електрически вериги в жилищни и промишлени зони. Този тип проводник може да бъде оформен от медни проводници или друг вид метален материал, покрит с изолационна повърхност.

В допълнение, в зависимост от конфигурацията на веригата, проводниците могат да бъдат диференцирани за жилищни приложения (тънки) или кабели за подземни контакти в електрически разпределителни системи (дебели).

За целите на тази статия ще се съсредоточим върху характеристиките на проводимите материали в тяхното чисто състояние; Освен това ще знаем кои са най-често използваните проводящи материали и защо.

индекс

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Електрически характеристики
    • 1.2 Физически характеристики
  • 2 Видове електрически проводници
    • 2.1 Метални проводници
    • 2.2 Електролитни проводници
    • 2.3 Газопроводи
  • 3 Примери за драйвери
    • 3.1 Алуминий
    • 3.2 Мед
    • 3.3 Злато
    • 3.4 Сребро
  • 4 Препратки

функции

Електрическите проводници се характеризират с това, че не предлагат голяма устойчивост на преминаване на електрически ток през тях, което е възможно само благодарение на неговите електрически и физични свойства, които гарантират, че циркулацията на електричество от проводника не предизвиква деформация или разрушаване. на въпросния материал.

Електрически характеристики

Основните електрически характеристики на електрическите проводници са следните:

Добра проводимост

Електрическите проводници трябва да имат добра електрическа проводимост, за да изпълняват функцията си за пренос на електроенергия.

Международната електротехническа комисия определи в средата на 1913 г., че електрическата проводимост на чистата мед може да послужи като отправна точка за измерване и сравняване на проводимостта на други проводими материали.

По този начин бе установен Международният стандарт за отгряване на мед (Международен стандартен меден мед, ИСАК за съкращението си на английски език).

Приетата референция е проводимостта на отгрята медна жица с дължина от един метър и един грам маса при 20 ° С, чиято стойност е равна на 5.80 x 107 S.M-1. Тази стойност е известна като 100% IACS електрическа проводимост и е отправна точка за измерване на проводимостта на проводимите материали.

Проводим материал се счита за такъв, ако има повече от 40% IACS. Материали, които имат проводимост, по-голяма от 100% IACS, се считат за материали с висока проводимост.

Атомната структура позволява преминаването на тока

Атомната структура позволява преминаването на електрически ток, тъй като атомите имат малко електрони в тяхната валентна обвивка и от своя страна тези електрони се отделят от ядрото на атома..

Описаната конфигурация предполага, че тя не изисква голямо количество енергия за електрони да се движат от един атом към друг, улеснявайки движението на електрони през проводника.

Този тип електрони се наричат ​​свободни електрони. Неговото разположение и свободата на движение по атомната структура е това, което улеснява циркулацията на електричеството през водача.

Обединени ядра

Молекулярната структура на проводниците е изградена от плътно сплетена мрежа от ядра, която остава практически неподвижна поради нейното сцепление..

Това прави движението на електрони, които са далеч във вътрешността на молекулата, благоприятно, тъй като те се движат свободно и реагират на близостта на електрическо поле.. 

Тази реакция предизвиква движението на електрони в определена посока, което води до циркулация на електрически ток през проводящия материал.

Електростатичен баланс

Когато се подлагат на определен товар, проводимите материали в крайна сметка достигат състояние на електростатично равновесие, в което няма движение на зарядите вътре в материала.

Положителните заряди се агломерират в единия край на материала и отрицателните заряди се натрупват в противоположния край. Преместването на зарядите към повърхността на проводника генерира наличието на равни и противоположни електрически полета във вътрешността на проводника. Така общото вътрешно електрическо поле в материала е нула.

Физически характеристики

ковък

Електрическите проводници трябва да бъдат ковък; те трябва да могат да се деформират, без да се счупят.

Проводимите материали обикновено се използват в домашни или промишлени приложения, в които те трябва да бъдат подложени на завои и огъвания; за това, ковкостта е изключително важна характеристика.

устойчив

Тези материали трябва да бъдат устойчиви на износване, да издържат на условията на механично натоварване, на което те обикновено са подложени, заедно с повишените температури поради циркулацията на тока.

Изолационен слой

Когато се използват в жилищни, промишлени приложения или като част от взаимно свързаната система за захранване, проводниците трябва винаги да бъдат покрити с подходящ изолиращ слой.

Този външен слой, известен също като изолационен кожух, е необходим, за да се предотврати контактът на електрическия ток, протичащ през проводника, с хора или предмети около него..

Видове електрически проводници

Има различни категории електрически проводници и от своя страна във всяка категория са материалите или средите с най-висока електропроводимост.

За високи постижения най-добрите електрически проводници са твърди метали, сред които се открояват мед, злато, сребро, алуминий, желязо и някои сплави..

Обаче има и други видове материали или разтвори, които имат добри електрически проводими свойства, такива като графитни или солеви разтвори.

В зависимост от начина, по който се провежда електрическата проводимост, е възможно да се разграничат три вида материали или проводящи средства, които са описани по-долу:

Метални проводници

Тази група се състои от твърди метали и съответните им сплави.

Металните проводници дължат високата си проводимост на облаците от свободни електрони, които благоприятстват циркулацията на електрически ток през тях. Металите дават електрони, разположени в последната орбита на техните атоми, без да инвестират по-големи количества енергия, което прави скока на електрони от един атом към друг..

От друга страна, сплавите се характеризират с висока устойчивост; те имат съпротивление, пропорционално на дължината и диаметъра на проводника.

Най-често използваните сплави в електрическите инсталации са месинг, сплав от мед и цинк; Ламарина, сплав от желязо и калай; медни и никелови сплави; и хром и никелови сплави.

Електролитни проводници

Това са решения, съставени от свободни йони, които спомагат за електрическата проводимост на йонния клас.

В по-голямата си част, тези видове проводници присъстват в йонни разтвори, тъй като електролитни вещества трябва да преминат частична (или пълна) дисоциация, за да образуват йони, които ще бъдат носители на заряда..

Електролитни проводници базират работата си на химични реакции и изместване на материята, което улеснява движението на електрони по пътя на циркулацията, благодарение на свободните йони..

Газопроводи

В тази категория са газовете, които преди това са били подложени на йонизационен процес, което позволява провеждането на електричество през тях.

Самият въздух действа като проводник на електричество, когато, когато се получи диелектричен пробив, той служи като електропроводима среда за образуване на мълния и електрически удар..

Примери за драйвери

алуминий

Високо се използва в въздушни електрически предавателни системи, защото, въпреки че има 35% по-ниска проводимост в сравнение с отгрятата мед, теглото му е три пъти по-леко от последното.

Високоволтовите изходи обикновено са покрити с външна повърхност от поливинилхлорид (PVC), която предотвратява прегряването на проводника и изолира преминаването на електрически ток отвън..

мед

Той е най-често използваният метал като електрически проводник в промишлени и жилищни приложения, като се има предвид балансът между неговата проводимост и цената.

Медта може да се използва в ниско и средно големи проводници, с една или няколко жици, в зависимост от текущия капацитет на проводника..

злато

Това е материал, използван в електронни възли на микропроцесори и интегрални схеми. Той се използва и за производството на акумулаторни клеми за превозни средства, наред с други приложения.

Проводимостта на златото е с около 20% по-малка от проводимостта на закаленото злато. Въпреки това, той е много издръжлив материал и устойчив на корозия.

сребърен

С проводимост от 6,30 х 107 S.M-1 (9-10% по-висока от проводимостта на отгрятата мед) е металът с най-високата известна досега електрическа проводимост.

Той е много ковък и пластичен материал, с твърдост, сравнима с тази на злато или мед. Въпреки това, цената му е изключително висока, така че използването й не е толкова често срещано в индустрията.

препратки

  1. Електрически проводник (s.f.). ЗАЩИТЕН. Хавана, Куба Получено от: ecured.cu
  2. Електрически проводници (s.f.). Получено от: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Електрически проводници. Възстановен от: vivirhogar.republica.com
  4. Martín, T, и Serrano A. (s.f.). Проводници в електростатично равновесие. Политехнически университет в Мадрид. Испания. Изтеглено от: montes.upm.es
  5. Pérez, J., and Gardey, A. (2016). Определение на електрически проводник. Изтеглено от: definicion.de
  6. Свойства на електрически проводници (s.f.). Изтеглено от: neetescuela.org
  7. Уикипедия, Свободната енциклопедия (2018). Електрическа проводимост Изтеглено от: en.wikipedia.org
  8. Уикипедия, Свободната енциклопедия (2018). Електрически проводник Изтеглено от: en.wikipedia.org