Vrste električnih vodiča i glavne značajke



električni vodiči ili vodljivi materijali su oni koji imaju malu otpornost na cirkulaciju električne struje, s obzirom na njihova specifična svojstva. Atomska struktura električnih vodiča olakšava kretanje elektrona kroz njih, čime ova vrsta elemenata favorizira prijenos električne energije.

Vodiči se mogu pojaviti u različitim oblicima, jedan od njih je materijal u određenim fizičkim uvjetima, poput metalnih šipki (armature) koje nisu izrađene da bi se sastojale od električnih krugova. Usprkos tome što nisu dio električnog sklopa, ovi materijali uvijek održavaju vozačka svojstva.

Tu su i unipolarni ili multipolarni električni vodiči, koji se formalno koriste kao spojni elementi električnih krugova u stambenim i industrijskim područjima. Ovaj tip vodiča može se oblikovati unutar bakrenih žica ili drugog tipa metalnog materijala, koji je pokriven izolacijskom površinom.

Osim toga, ovisno o konfiguraciji kruga, vodiči se mogu razlikovati za kućne primjene (tanke) ili kabele za podzemne utičnice u električnim distribucijskim sustavima (debeli)..

Za potrebe ovog članka usredotočit ćemo se na karakteristike vodljivih materijala u njihovom čistom stanju; Osim toga, znati ćemo koji su najčešće korišteni provodni materijali i zašto.

indeks

  • 1 Značajke
    • 1.1 Električne značajke
    • 1.2 Fizičke značajke
  • 2 Vrste električnih vodiča
    • 2.1 Metalni vodiči
    • 2.2 Elektrolitički vodiči
    • 2.3 Plinski vodiči
  • 3 Primjeri upravljačkih programa
    • 3.1 Aluminij
    • 3.2 Bakar
    • 3.3 Zlato
    • 3.4 Srebro
  • 4 Reference

značajke

Električni vodiči karakterizirani su time što ne pružaju veliku otpornost na prolaz električne struje kroz njih, što je moguće samo zahvaljujući njegovim električnim i fizičkim svojstvima, što jamči da cirkulacija električne energije od strane vodiča ne izaziva deformacije ili razaranja. materijala.

Električne značajke

Glavne električne karakteristike električnih vodiča su sljedeće:

Dobra vodljivost

Električni vodiči moraju imati dobru električnu vodljivost kako bi ispunili svoju funkciju prijenosa električne energije.

Međunarodna elektrotehnička komisija sredinom 1913. utvrdila je da električna provodljivost čistog bakra može poslužiti kao referenca za mjerenje i uspoređivanje provodljivosti drugih vodljivih materijala.

Tako je uspostavljen Međunarodni standard za bakar za žarenje (Međunarodni standard za topljenje bakra, IAKS za akronim na engleskom jeziku.

Usvojena referenca bila je provodnost žarene bakrene žice duljine jednog metra i jedan gram mase pri 20 ° C, čija je vrijednost jednaka 5,80 x 107 S.M.-1. Ta je vrijednost poznata kao 100% IACS električna provodljivost i referentna je točka za mjerenje vodljivosti vodljivih materijala.

Vodljivi materijal smatra se takvim ako ima više od 40% IACS-a. Materijali koji imaju vodljivost veću od 100% IACS smatraju se materijalima visoke vodljivosti.

Atomska struktura omogućuje prolaz struje

Atomska struktura omogućuje prolaz električne struje, budući da atomi imaju nekoliko elektrona u svojoj valentnoj ljusci, a ovi elektroni su odvojeni od jezgre atoma..

Opisana konfiguracija podrazumijeva da ne zahtijeva veliku količinu energije za elektrone da se kreću od jednog atoma do drugog, olakšavajući kretanje elektrona kroz vodič.

Ova vrsta elektrona naziva se slobodni elektroni. Njegova dispozicija i sloboda kretanja duž atomske strukture olakšava cirkulaciju struje kroz vozača.

Ujedinjene jezgre

Molekularna struktura vodiča sastoji se od čvrsto povezane mreže jezgri koja ostaje praktički nepokretna zbog svoje kohezije..

To čini pomicanje elektrona koji su daleko unutar molekule pogodnim, jer se slobodno kreću i reagiraju na blizinu električnog polja. 

Ova reakcija inducira kretanje elektrona u određenom smjeru, što dovodi do cirkulacije električne struje kroz vodljivi materijal.

Elektrostatička ravnoteža

Kada se podvrgne određenom opterećenju, vodljivi materijali na kraju postižu stanje elektrostatske ravnoteže u kojoj nema pomaka punjenja unutar materijala.

Pozitivni naboj aglomerira na jednom kraju materijala i negativni naboji se akumuliraju na suprotnom kraju. Pomicanjem naboja prema površini vodiča nastaje prisutnost jednakih i suprotnih električnih polja u unutrašnjosti vodiča. Dakle, ukupno unutarnje električno polje unutar materijala je nula.

Fizičke značajke

kovan

Električni vodiči moraju biti savitljivi; to jest, moraju se moći deformirati bez lomljenja.

Provodljivi materijali se obično koriste u kućanstvu ili industriji, u kojima moraju biti podvrgnuti savijanju i savijanju; zbog toga je kovanost iznimno važna značajka.

otporan

Ti materijali moraju biti otporni na habanje, izdržati uvjete mehaničkih naprezanja kojima su obično izloženi, zajedno s povišenim temperaturama uslijed cirkulacije struje.

Izolacijski sloj

Kada se koriste u stambenoj, industrijskoj primjeni ili kao dio sustava međusobnog napajanja, vodiči moraju uvijek biti pokriveni odgovarajućim izolacijskim slojem.

Ovaj vanjski sloj, također poznat kao izolacijski omotač, je potreban da bi se spriječilo da električna struja koja teče kroz vodič ne bude u kontaktu s ljudima ili predmetima oko njega..

Vrste električnih vodiča

Postoje različite kategorije električnih vodiča, a za svaku kategoriju su materijali ili mediji s najvećom električnom vodljivošću.

Za izvrsnost, najbolji električni vodiči su čvrsti metali, među kojima se ističu bakar, zlato, srebro, aluminij, željezo i neke legure..

Međutim, postoje i druge vrste materijala ili otopina koje imaju dobra svojstva električne provodljivosti, kao što su otopine grafita ili soli.

Ovisno o načinu na koji se provodi električna provodljivost, moguće je razlikovati tri vrste materijala ili vodljiva sredstva, koja su detaljno opisana u nastavku:

Metalni vodiči

Ova skupina sastoji se od čvrstih metala i njihovih legura.

Metalni vodiči svoju visoku vodljivost duguju oblacima slobodnih elektrona koji pogoduju cirkulaciji električne struje kroz njih. Metali daju elektrone koji se nalaze u posljednjoj orbiti njihovih atoma bez ulaganja veće količine energije, što čini skok elektrona iz jednog atoma u drugi..

S druge strane, legure se odlikuju visokom otpornošću; to jest, oni imaju otpor proporcionalan duljini i promjeru vodiča.

Najčešće korištene legure u električnim instalacijama su mjed, legura bakra i cinka; Tinplate, legura željeza i kositra; bakra i legura nikla; i legure kroma i nikla.

Elektrolitički vodiči

To su rješenja izrađena od slobodnih iona koji pomažu električnoj provodljivosti ionske klase.

U većini slučajeva, ovi tipovi vodiča su prisutni u ionskim otopinama, budući da elektrolitičke tvari moraju proći djelomičnu (ili ukupnu) disocijaciju kako bi se oblikovali ioni koji će biti nositelji naboja..

Elektrolitički vodiči temelje svoj rad na kemijskim reakcijama i premještanju tvari, što olakšava kretanje elektrona kroz put cirkulacije omogućen slobodnim ionima.

Plinski vodiči

U ovoj kategoriji su plinovi koji su prethodno bili podvrgnuti procesu ionizacije, koji omogućuje provođenje električne energije kroz njih.

Sam zrak djeluje kao vodič električne energije kada, kada dođe do dielektričnog sloma, služi kao električno vodljivi medij za stvaranje groma i strujnog udara..

Primjeri upravljačkih programa

aluminijum

Visoko se koristi u nadzemnim električnim prijenosnim sustavima jer je, unatoč 35% manjoj vodljivosti u usporedbi s žarenim bakrom, njegova težina tri puta lakša od zadnje..

Izlazi visokog napona obično su prekriveni vanjskom površinom polivinil klorida (PVC), koja sprječava pregrijavanje vodiča i izolira prolaz električne struje izvana.

bakar

To je najčešće korišteni metal kao električni vodič u industrijskim i stambenim primjenama, s obzirom na ravnotežu između njegove vodljivosti i cijene.

Bakar se može koristiti u vodičima niske i srednje veličine, s jednom ili više žica, ovisno o trenutnom kapacitetu vodiča..

zlato

To je materijal koji se koristi u elektroničkim sklopovima mikroprocesora i integriranih krugova. Koristi se i za izradu terminala za akumulatore za vozila, između ostalih primjena.

Provodljivost zlata je otprilike 20% manja od vodljivosti žarenog zlata. Međutim, to je vrlo izdržljiv materijal i otporan na koroziju.

srebro

S vodljivošću 6,30 x 107 S.M.-1 (9-10% viša od vodljivosti žarenog bakra), je metal s najvećom poznatom električnom vodljivošću.

To je vrlo kovan i duktilan materijal, tvrdoće koja se može usporediti s tvrdoćom zlata ili bakra. Međutim, njegov je trošak iznimno visok, tako da njegova uporaba nije toliko uobičajena u industriji.

reference

  1. Električni vodič (s.f.). Ecured. Havana, Kuba Dobavljeno iz: ecured.cu
  2. Električni vodiči (s.f.). Preuzeto s: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Električni vodiči. Oporavljeno od: vivirhogar.republica.com
  4. Martín, T, i Serrano A. (s.f.). Provodnici u elektrostatskoj ravnoteži. Politehničko sveučilište u Madridu. Španjolska. Preuzeto s: montes.upm.es
  5. Pérez, J., i Gardey, A. (2016). Definicija električnog vodiča. Preuzeto s: definicion.de
  6. Svojstva električnih vodiča (s.f.). Preuzeto s: neetescuela.org
  7. Wikipedija, Slobodna enciklopedija (2018.). Električna vodljivost Preuzeto s: en.wikipedia.org
  8. Wikipedija, Slobodna enciklopedija (2018.). Električni vodič Preuzeto s: en.wikipedia.org