Principalul indicator care caracterizează materialele conductoare este conductivitatea electrică. În condiții practice, este mai convenabil să se estimeze materialele conductorilor prin magnitudinea rezistenței lor electrice.
În acest sens, se disting metalele conductori moi (în marcajul materialelor sunt notate cu litera M) și solide (neanalizate), notate cu litera T. Conductivitatea pură este posedată de metale pure. Ele formează un grup de metale de înaltă conductivitate. Alte grupuri de materiale conductori sunt aliaje de rezistență electrică ridicată.
Realizarea metalelor cu rezistivitate redusă. Metalele care au o rezistență specifică scăzută sunt: cupru, aluminiu, fier, argint, wolfram, nichel și altele.
Cuprul este principalul material conductor. Aceasta cu excepția rezistivitate mică, o rezistență mecanică suficient de mare, care depinde de gradul de durificării, ductilitate ridicată, permite obținerea în foi subțiri și de rulare a benzii, și prin tragere - un diametru de sârmă subțire 0.01 mm, rezistenta la coroziune satisfăcătoare, relativ ușurința lipirii și sudării.
Ca material conductor, se utilizează gradele de cupru M1 și M0, conținând impurități de până la 0,1% și până la 0,05%.
Cuprul dur (nituit) este folosit pentru fire ale rețelei de contact, pentru autobuze de comutatoare, plăci pentru colectoare de mașini electrice etc.
Cuplul moale (recoacere) sub formă de sârmă cu secțiune transversală rotundă și dreptunghiulară este utilizat ca vene conducătoare de cabluri și fire de înfășurare.
Aliajele din cupru (bronz) au proprietăți mecanice mai mari decât cuprul. Ele sunt folosite pentru a face fire de contact, plăci colector și alte părți conductive, de exemplu arcuri. Ca material conductiv al altor aliaje se utilizează cadmiu, cadmiu-staniu și bronz de beriliu.
Aluminiu este principalul înlocuitor al cuprului ca material conductor, deoarece are o conductivitate electrică suficient de ridicată. Rezistența electrică a aluminiului este mică, dar este de 1,6 ori mai mare decât cea a cuprului. Prin urmare, pentru aceeași lungime și rezistență generală, secțiunea transversală a firului de aluminiu trebuie să fie de 1,6 ori mai mare decât secțiunea transversală a firului de cupru. Prin urmare, în cazul în care există o restricție a produsului în dimensiune (de exemplu, la fabricarea de înfășurări de mașini electrice), utilizarea conductorilor din aluminiu va crea dificultăți.
Aluminiu este utilizat pe scară largă din motive economice ca un material conductor în liniile de transmisie a energiei electrice, care se datorează faptului că, având aceeași rezistență electrică, este de aproape 2 ori mai ușor decât cuprul. În plus, este rezistent la coroziune, dar are o rezistență redusă.
Fier. mai exact, oțelul ca material conductor este rar folosit, deoarece are o rezistivitate electrică ridicată. Sârmă de oțel este folosită în principal ca miez de fire bimetalice (figura 1). Oțelul din oțel zincat cu rezistență ridicată este utilizat ca fire de sârmă din oțel-aluminiu pentru a-și crește rezistența mecanică.
Conductoarele de curent continuu sunt fabricate din armo-fier, conținând nu mai mult de 0,03% C.
Argintul dintre toate metalele are cea mai mică rezistență electrică specifică, deci este folosit pentru a face contacte electrice în aparate electrice și ca parte integrantă a aliajelor solide.
Figura 1 - Secțiunea transversală a unui fir bimetalic
Platina este foarte rezistentă la coroziune și nu se dizolvă într-un număr de acizi. Introducerea de iridiu 3-6% sau rodiu de 5-12% în platină crește rezistența la platină la oxidare la o temperatură de 1000 ° C și mai mare. Termocuplurile din platină și sârmă de platină-rodiu sunt utilizate pentru a măsura temperaturile de până la 1500 ° C, contactele fiind făcute din platină și aliajele sale.
Tungsten și molibden sunt folosite la fabricarea dispozitivelor electrovacuate. Se duc la fabricarea spiralei de încălzire, a cârligelor de sprijin, a catodurilor. Refractorizarea și duritatea ridicată fac posibilă utilizarea aliajelor de tungsten și tungsten cu molibden pentru fabricarea contactelor de rupere în aparatele electrice. În tehnologia electrovacuumului se utilizează și alte metale refractare: nichel, tantal, niobiu etc.
Mercurul își păstrează starea lichidă la -39 ° C. Este rezistent la oxidare. Cuprul, zincul, plumbul, nichelul, staniu, argintul și aurul sunt dizolvate în mercur. Mercurul este folosit ca contacte lichide în relee speciale, întrerupătoare și redresoare cu mercur.
Conductarea materialelor cu o rezistivitate ridicată trebuie să fie rezistentă la oxidare la temperatură înaltă, coeficient de temperatură scăzut de rezistență. Acestea includ cupru-nichel, nichel și aliaje de temperatură ridicată. Cupru-nichel aliaje electrotehnice sunt mangan și constantan.
Manganul (MNMC 3-12) conține aproximativ 3% nichel și 12% mangan, restul - cupru. Are o rezistență electrică ridicată, cu un coeficient de temperatură mic de rezistență. Sârmă de manang este utilizată pentru bobine de bobine de rezistență de diverse dispozitive care funcționează până la 100 ° C, și de asemenea utilizate în instrumente de măsurare.
Constantan (MNMc 40-1,5) conține aproximativ 40% nichel și 1,5% mangan, restul - cupru. Se utilizează ca un fir pentru termocupluri și reostate de înaltă rezistență, funcționând până la 500 ° C.
Aliajele de nichel cu mangan (НМц 2,5 și НМц 5) sunt utilizate pentru fabricarea lumanarilor auto și a lămpilor radio. Rezistențele la căldură sunt utilizate în încălzitoare electrice și cuptoare de rezistență cu o temperatură de funcționare de până la 1200 ° C. Acestea includ aliaj de nichel-crom (nicrom) - H20N80, aliaje pe bază de nichel, crom și fier (ferronihromy) - H15N60, Kh25N20; aliaje ternare de fier, crom, aluminiu (fehrali, crom) - X3SiO4, X17Y5. Aliajele listate sunt soluții solide. După încălzire, un film dens de protecție (Cr2 O3) și oxid de nichel pe suprafața lor, care protejează fiabil aliajului împotriva oxidării.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: