De elektriske ledere eller ledende materialer De er de som har liten motstand mot sirkulasjonen av elektrisk strøm, gitt deres spesifikke egenskaper. Atomstrukturen til de elektriske lederne letter bevegelsen av elektroner gjennom dem, som denne typen elementer favoriserer overføring av elektrisitet med..
Ledere kan presenteres i forskjellige former, en av disse er materialet under spesifikke fysiske forhold, for eksempel metallstenger (stenger) som ikke er laget for å være en del av elektriske kretser. Til tross for at de ikke er en del av en elektrisk montering, opprettholder disse materialene alltid sine ledende egenskaper.
Det er også unipolare eller multipolare elektriske ledere, som formelt brukes som koblingselementer for elektriske kretser i bolig og industri. Denne typen ledere kan dannes inne av kobbertråder eller en annen type metallisk materiale, dekket med en isolerende overflate..
I tillegg, avhengig av kretskonfigurasjonen, kan ledere for boligapplikasjoner (tynn) eller kabler for underjordiske kraner i elektriske distribusjonssystemer (tykk) differensieres.
I forbindelse med denne artikkelen vil vi fokusere på egenskapene til ledende materialer i ren tilstand; I tillegg vil vi vite hvilke som er de mest brukte ledende materialene i dag og hvorfor.
Artikkelindeks
Elektriske ledere er preget av at de ikke gir mye motstand mot gjennomføring av elektrisk strøm gjennom dem, noe som bare er mulig takket være deres elektriske og fysiske egenskaper, som garanterer at sirkulasjonen av elektrisitet gjennom lederen ikke induserer deformasjon eller ødeleggelse av materialet. i spørsmålet.
De viktigste elektriske egenskapene til elektriske ledere er som følger:
Elektriske ledere må ha god elektrisk ledningsevne for å oppfylle deres funksjon av å transportere elektrisk energi.
Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen bestemte i midten av 1913 at kobberens elektriske ledningsevne i ren tilstand kunne tjene som en referanse for måling og sammenligning av ledningsevnen til andre ledende materialer..
Den internasjonale standarden for glødet kobber (Internasjonal glødet kobberstandard, IACS for akronym på engelsk).
Referansen som ble vedtatt var ledningsevnen til en glødet kobbertråd med en meters lengde og et gram masse ved 20 ° C, hvis verdi er lik 5,80 x 107 Dere-1. Denne verdien er kjent som 100% elektrisk ledningsevne IACS, og det er målestokken for måling av ledningsevne til ledende materialer..
Et ledende materiale anses som sådan hvis det har mer enn 40% IACS. Materialer som har en ledningsevne som er større enn 100% IACS, betraktes som materialer med høy ledningsevne..
Atomstrukturen tillater passering av elektrisk strøm, siden atomer har få elektroner i valensskallet, og i sin tur løsnes disse elektronene fra atomkjernen.
Den beskrevne konfigurasjonen innebærer at det ikke kreves en stor mengde energi for at elektroner skal bevege seg fra ett atom til et annet, noe som letter bevegelsen av elektroner gjennom lederen..
Disse typene elektroner kalles frie elektroner. Dens disposisjon og bevegelsesfrihet langs atomstrukturen er det som gjør sirkulasjonen av elektrisitet gjennom lederen befordrende..
Ledernes molekylære struktur består av et tett nett av kjerner, som forblir praktisk talt ubevegelige på grunn av sin kohesjon.
Dette gjør bevegelsen av elektroner som er langt borte i molekylet, befordrende for bevegelsen, siden de beveger seg fritt og reagerer på nærheten av et elektrisk felt..
Denne reaksjonen induserer bevegelsen til elektronene i en bestemt retning, noe som gir opphav til sirkulasjon av elektrisk strøm som går gjennom det ledende materialet..
Ved å bli utsatt for en bestemt ladning når ledende materialer til slutt en tilstand av elektrostatisk likevekt der bevegelse av ladninger i materialet ikke forekommer..
Positive ladninger klumper seg sammen i den ene enden av materialet og negative ladninger akkumuleres i motsatt ende. Forskyvningen av ladninger mot lederens overflate genererer tilstedeværelsen av like og motsatte elektriske felt inne i lederen. Dermed er det totale indre elektriske feltet i materialet null.
De elektriske lederne må være formbare; det vil si at de må kunne deformeres uten å bryte.
Ledende materialer brukes ofte i husholdnings- eller industrielle applikasjoner, der de må utsettes for bøying og bøying; derfor er smidbarhet en ekstremt viktig egenskap.
Disse materialene må være motstandsdyktige mot slitasje, for å tåle forholdene for mekanisk belastning som de vanligvis utsettes for, kombinert med høye temperaturer på grunn av strøm sirkulasjon..
Når de brukes i en bolig, industriell applikasjon eller som en del av det sammenkoblede elektriske forsyningssystemet, må lederne alltid være dekket av et passende isolasjonslag.
Dette ytre laget, også kjent som en isolerende kappe, er nødvendig for å forhindre at den elektriske strømmen som strømmer gjennom lederen kommer i kontakt med mennesker eller gjenstander rundt den..
Det er forskjellige kategorier av elektriske ledere, og i hver kategori er materialene eller mediet med den høyeste elektriske ledningsevnen.
Av høyeste kvalitet er de beste elektriske lederne faste metaller, blant hvilke kobber, gull, sølv, aluminium, jern og noen legeringer skiller seg ut..
Imidlertid er det andre typer materialer eller løsninger som har gode elektriske ledningsegenskaper, for eksempel grafitt eller saltoppløsninger..
Avhengig av måten elektrisk ledning utføres på, er det mulig å skille mellom tre typer materialer eller ledende medier, som er beskrevet nedenfor:
Denne gruppen består av faste metaller og deres respektive legeringer..
Metallledere skylder sin høye ledningsevne til skyene av frie elektroner som favoriserer sirkulasjonen av elektrisk strøm gjennom dem. Metaller gir opp elektronene som befinner seg i den siste bane av atomene sine uten å investere større mengder energi, noe som gjør hoppet fra elektroner fra ett atom til et annet gunstig.
På den annen side er legeringene preget av å ha høy resistivitet; det vil si at de presenterer en motstand proporsjonal med lederens lengde og diameter.
De mest brukte legeringene i elektriske installasjoner er messing, en kobber-sinklegering; blikk, en legering av jern og tinn; kobber nikkel legeringer; og kromnikkellegeringer.
Dette er løsninger som består av frie ioner, som hjelper ionisk klasse elektrisk ledning.
De fleste av disse ledertypene er til stede i ioniske løsninger, siden elektrolytiske stoffer må gjennomgå delvis (eller total) dissosiasjon for å danne ionene som vil være ladningsbærere..
Elektrolytiske ledere baserer sin virksomhet på kjemiske reaksjoner og på forskyvning av materie, noe som letter bevegelsen av elektroner gjennom sirkulasjonsveien muliggjort av frie ioner..
I denne kategorien er gassene som tidligere har blitt utsatt for en ioniseringsprosess, som muliggjør ledning av elektrisitet gjennom dem..
Selve luften fungerer som en leder av elektrisitet når den, når dielektrisk sammenbrudd oppstår, fungerer som et elektrisk ledende medium for dannelse av lyn og elektriske utladninger..
Den brukes høyt i elektriske overføringssystemer siden, til tross for 35% lavere ledningsevne sammenlignet med glødet kobber, er vekten tre ganger lettere enn sistnevnte..
Høyspenningsuttak er vanligvis dekket av en ytre overflate av polyvinylklorid (PVC), som forhindrer at lederen overopphetes og isolerer passering av elektrisk strøm fra utsiden.
Det er metallet som er mest brukt som en elektrisk leder i industri- og boligapplikasjoner, gitt balansen det gir mellom ledningsevne og pris..
Kobber kan brukes i ledere med lav og middels størrelse, med en eller flere ledninger, avhengig av den amperometriske kapasiteten til lederen..
Det er et materiale som brukes i elektroniske samlinger av mikroprosessorer og integrerte kretser. Den brukes også til å produsere batteriterminaler for kjøretøy, blant andre applikasjoner..
Ledningsevnen til gull er omtrent 20% mindre enn ledningsevnen til glødet gull. Imidlertid er det et veldig slitesterkt og korrosjonsbestandig materiale..
Med en ledningsevne på 6,30 x 107 Dere-1 (9-10% høyere enn ledningsevnen til glødet kobber), er det metallet med den hittil høyeste elektriske ledningsevnen.
Det er et veldig formbart og duktilt materiale, med en hardhet som kan sammenlignes med gull eller kobber. Imidlertid er kostnadene ekstremt høye, så bruken er ikke så vanlig i bransjen.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.