Elektriskie vadītāji un galvenie raksturlielumi



The elektriskie vadītāji vai vadošie materiāli ir tās, kurām ir neliela pretestība pret elektriskās strāvas cirkulāciju, ņemot vērā to īpašās īpašības. Elektrisko vadītāju atomu struktūra atvieglo elektronu kustību caur tiem, ar kuriem šāda veida elementi dod priekšroku elektroenerģijas pārvadei..

Vadītāji var izpausties dažādās formās, viens no tiem ir materiāls īpašos fiziskos apstākļos, piemēram, metāla stieņi (stieņi), kas nav izstrādāti, lai ietvertu elektriskās ķēdes. Neskatoties uz to, ka šie materiāli nav daļa no elektriskās iekārtas, šie materiāli vienmēr saglabā savas braukšanas īpašības.

Ir arī unipolāri vai daudzpolāri elektriskie vadītāji, kurus formāli izmanto kā elektrisko ķēžu savienojošos elementus dzīvojamās un rūpnieciskās zonās. Šāda veida vadu var veidot ar vara vadiem vai cita veida metāla materiālu, kas pārklāts ar izolācijas virsmu.

Turklāt, atkarībā no ķēdes konfigurācijas, vadītājus var diferencēt dzīvojamām lietojumprogrammām (plānām) vai kabeļiem pazemes kontaktligzdām elektroenerģijas sadales sistēmās (bieza).

Šajā pantā mēs pievērsīsimies vadošo materiālu īpašībām to tīrā stāvoklī; Turklāt mēs zinām, kādi ir visbiežāk izmantotie vadošie materiāli un kāpēc.

Indekss

  • 1 Raksturojums
    • 1.1. Elektriskās īpašības
    • 1.2 Fizikālās īpašības
  • 2 Elektrisko vadu veidi
    • 2.1 Metāla vadi
    • 2.2 Elektrolītiskie vadi
    • 2.3 Gāzes vadi
  • 3 Vadītāju piemēri
    • 3.1. Alumīnijs
    • 3.2 Vara
    • 3.3 Zelts
    • 3.4 Sudrabs
  • 4 Atsauces

Funkcijas

Elektriskos vadītājus raksturo tas, ka tie nesniedz lielu izturību pret elektriskās strāvas caurlaidību caur tiem, kas ir iespējams tikai pateicoties tās elektriskajām un fizikālajām īpašībām, kas garantē, ka elektrības cirkulācija ar vadītāju neizraisa deformāciju vai iznīcināšanu no attiecīgā materiāla.

Elektriskās īpašības

Elektrisko vadu galvenie elektriskie raksturlielumi ir šādi:

Laba vadītspēja

Elektriskajiem vadiem jābūt ar labu elektrovadītspēju, lai izpildītu savas elektriskās transporta funkcijas.

1913. gada vidū Starptautiskā elektrotehnikas komisija noteica, ka tīra vara elektriskā vadītspēja var kalpot kā atskaites punkts citu vadošu materiālu vadītspējas mērīšanai un salīdzināšanai..

Līdz ar to tika izveidots Starptautiskais vara rūdīšanas standarts (Starptautiskais rūdītais vara standarts, IACS tās akronīmam angļu valodā).

Pieņemtā atsauce bija viena metra garas rūdīta vara stieples vadītspēja un viens grams masas 20 ° C temperatūrā, kura vērtība ir vienāda ar 5,80 x 107 S.m-1. Šī vērtība ir pazīstama kā 100% IACS elektriskā vadītspēja un ir atskaites punkts elektrovadītspējas mērīšanai.

Vadošs materiāls tiek uzskatīts par tādu, ja tam ir vairāk nekā 40% IAKS. Materiālus, kuru vadītspēja ir lielāka par 100% IACS, uzskata par augstas vadītspējas materiāliem.

Atomiskā struktūra ļauj strāvu šķērsot

Atomu struktūra pieļauj elektriskās strāvas pāreju, jo atomiem ir maz elektronu to valences apvalkā un, savukārt, šie elektroni ir atdalīti no atoma kodola..

Aprakstītā konfigurācija nozīmē, ka elektroniem nav nepieciešams liels enerģijas daudzums, lai pārvietotos no viena atoma uz otru, atvieglojot elektronu kustību caur vadītāju..

Šāda veida elektronus sauc par brīvajiem elektroniem. Tās izvietojums un pārvietošanās brīvība pa atomu struktūru atvieglo elektroenerģijas apriti caur vadītāju.

Apvienotie kodoli

Vadītāju molekulāro struktūru veido cieši savienots kodolu tīkls, kas tās kohēzijas dēļ paliek praktiski nemainīgs..

Tas padara elektronu, kas atrodas tālu molekulas iekšpusē, kustību labvēlīgi, jo tie brīvi pārvietojas un reaģē uz elektriskā lauka tuvumu. 

Šī reakcija izraisa elektronu kustību noteiktā virzienā, kas rada elektriskās strāvas cirkulāciju caur vadošo materiālu.

Elektrostatiskais līdzsvars

Veicot īpašu slodzi, vadošie materiāli galu galā sasniedz elektrostatiskā līdzsvara stāvokli, kurā materiāla iekšpusē nav lādiņu kustības..

Pozitīvie lādiņi aglomerē vienā materiāla galā un negatīvie lādiņi uzkrājas pretējā galā. Lādiņu pārvietošana pret vadītāja virsmu rada vienādu un pretēju elektrisko lauku klātbūtni vadītāja iekšpusē. Tādējādi kopējais iekšējais elektriskais lauks materiālā ir nulle.

Fiziskās īpašības

Kaļamā

Elektriskajiem vadītājiem jābūt kalibrētiem; tas ir, viņiem jāspēj deformēties bez pārrāvuma.

Vadošie materiāli parasti tiek izmantoti mājsaimniecībās vai rūpniecībā, kur tie ir pakļauti līkumiem un līkumiem; šim nolūkam mainīgums ir ārkārtīgi svarīga iezīme.

Izturīgs

Šiem materiāliem jābūt izturīgiem pret nodilumu, lai tie izturētu mehāniskās spriedzes apstākļus, kuriem tie parasti tiek pakļauti, kā arī paaugstinātas temperatūras dēļ strāvas cirkulācijas dēļ..

Izolācijas slānis

Lietojot dzīvojamo, rūpniecisko vai kā daļu no savstarpēji savienotas elektroapgādes sistēmas, vadītājiem vienmēr jābūt pārklātiem ar piemērotu izolācijas slāni.

Šis ārējais slānis, kas pazīstams arī kā izolējošs apvalks, ir nepieciešams, lai nepieļautu, ka caur vadītāju plūstošā elektriskā strāva saskaras ar apkārtējiem cilvēkiem vai priekšmetiem..

Elektrisko vadītāju veidi

Pastāv dažādas elektrisko vadu kategorijas un katrā kategorijā ir materiāli vai vide, kam ir visaugstākā elektrovadītspēja.

Par izcilību vislabākie elektriskie vadi ir cietie metāli, no kuriem izceļas vara, zelts, sudrabs, alumīnijs, dzelzs un daži sakausējumi..

Tomēr ir arī cita veida materiāli vai risinājumi, kuriem piemīt labas elektriskās vadīšanas īpašības, piemēram, grafīta vai sāls šķīdumi.

Atkarībā no tā, kādā veidā tiek veikta elektriskā vadība, ir iespējams diferencēt trīs veidu materiālus vai vadošus līdzekļus, kas aprakstīti turpmāk:

Metāla vadi

Šī grupa sastāv no cietiem metāliem un to attiecīgajiem sakausējumiem.

Metāliskie vadītāji ir parādā savu vadošo spēju brīvo elektronu mākoņiem, kas veicina elektriskās strāvas cirkulāciju caur tiem. Metāli dod elektronus, kas atrodas to atomu pēdējā orbītā, nemainot lielākus enerģijas daudzumus, kas padara elektronu lēkšanu no viena atoma uz citu.

No otras puses, sakausējumiem raksturīga augsta pretestība; tas ir, tiem ir pretestība proporcionāla vadītāja garumam un diametram.

Visbiežāk izmantotie sakausējumi elektriskajās iekārtās ir misiņš, vara un cinka sakausējums; Skārda, dzelzs un alvas sakausējums; vara un niķeļa sakausējumi; un hroma un niķeļa sakausējumi.

Elektrolītiskie vadītāji

Tie ir risinājumi, kas sastāv no brīviem joniem, kas palīdz jonu klases elektriskajai vadībai.

Lielākā daļa šāda veida vadītāju atrodas jonu šķīdumos, jo elektrolītiskajām vielām jāveic daļējas (vai pilnīgas) disociācijas, lai veidotu jonus, kas būs lādiņi..

Elektrolītiskie vadītāji savu darbību pamato ar ķīmiskajām reakcijām un materiāla pārvietošanos, kas atvieglo elektronu pārvietošanos caur brīvo jonu iespiesto cirkulācijas ceļu..

Gāzes vadi

Šajā kategorijā ietilpst gāzes, kas iepriekš bijušas pakļautas jonizācijas procesam, kas ļauj caur tām strādāt ar elektrību.

Pats gaiss darbojas kā elektrības vadītājs, kad notiek dielektriskais sadalījums, un tas kalpo kā elektriski vadošs līdzeklis zibens un elektriskās strāvas trieciena veidošanai..

Autovadītāju piemēri

Alumīnijs

Tas ir ļoti izmantojams elektroenerģijas pārvades sistēmās, jo, neskatoties uz to, ka vadītspēja ir 35% zemāka nekā atkausētajam varam, tā svars ir trīs reizes vieglāks nekā pēdējais.

Augstsprieguma kontaktligzdas parasti ir pārklātas ar polivinilhlorīda (PVC) ārējo virsmu, kas novērš vadītāja pārkaršanu un izolē elektriskās strāvas plūsmu no ārpuses.

Varš

Tā ir visbiežāk izmantotais metāls kā elektrības vadītājs rūpnieciskos un dzīvojamos lietojumos, ņemot vērā līdzsvaru starp tā vadītspēju un cenu.

Varu var izmantot zemos un vidējos vadītājos, ar vienu vai vairākiem vadiem, atkarībā no vadītāja pašreizējās jaudas..

Zelts

Tas ir materiāls, ko izmanto mikroprocesoru un integrālo shēmu elektroniskajos mezglos. To izmanto arī, lai ražotu transportlīdzekļu bateriju spailes, cita starpā.

Zelta vadītspēja ir aptuveni par 20% mazāka nekā rūdītā zelta vadītspēja. Tomēr tas ir ļoti izturīgs materiāls un izturīgs pret koroziju.

Sudrabs

Ar vadītspēju 6,30 x 107 S.m-1 (9-10% augstāks nekā atkausētā vara vadītspēja), ir metāls ar augstāko elektrisko vadītspēju līdz šim.

Tas ir ļoti kaļams un kaļams materiāls, kura cietība ir salīdzināma ar zelta vai vara cietību. Tomēr tās izmaksas ir ļoti augstas, tāpēc tās izmantošana nozarē nav tik izplatīta.

Atsauces

  1. Elektriskais vadītājs (s.f.). Ecured. Havana, Kuba Saturs iegūts no: ecured.cu
  2. Elektriskie vadītāji (s.f.). Saturs iegūts no: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Elektroenerģijas vadi. Atgūts no: vivirhogar.republica.com
  4. Martín, T un Serrano A. (s.f.). Vadi elektrostatiskajā līdzsvara stāvoklī. Madrides Politehniskā universitāte. Spānija Saturs iegūts no: montes.upm.es
  5. Pérez, J. un Gardey, A. (2016). Elektrības vadītāja definīcija. Saturs iegūts no: definicion.de
  6. Elektrisko vadu īpašības (s.f.). Saturs iegūts no: neetescuela.org
  7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektriskā vadītspēja Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  8. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektriskais vadītājs Saturs iegūts no: en.wikipedia.org