ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ПРОВОДНИЦИ: ВИДОВЕ И ОСНОВНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На електрически проводници или проводими материали са тези, които имат малко съпротивление на потока на електрически ток, предвид неговите специфични свойства. Атомната структура на електрическите проводници улеснява движението на електрони през тях, с което този тип елементи благоприятстват предаването на електричество.

Проводниците могат да бъдат представени в различни форми, като една от тях е материалът в специфични физически условия, като метални пръти (пръти), които не са направени като част от електрически вериги. Въпреки че не са част от електрически монтаж, тези материали винаги поддържат своите проводими свойства.

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

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

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

характеристики

Електрическите проводници се характеризират с това, че не предлагат голямо съпротивление на преминаването на електрически ток през тях, което е възможно само благодарение на техните електрически и физични свойства, които гарантират, че циркулацията на електричеството през проводника не предизвиква деформация или разрушаване. на въпросния материал.

Електрически характеристики

Основните електрически характеристики на електрическите проводници са, както следва:

Добра проводимост

Електрическите проводници трябва да имат добра електрическа проводимост, за да изпълнят функцията си за транспортиране на електрическа енергия.

Международната комисия по електротехника определи в средата на 1913 г., че електрическата проводимост на медта в чисто състояние може да служи като еталон за измерване и сравняване на проводимостта на други проводими материали.

Така беше създаден Международният стандарт за отгрята мед (IACS за съкращението му на английски език).

Приетата референция беше проводимостта на отгрята медна жица с дължина един метър и един грам маса при 20 ° C, чиято стойност е равна на 5,80 x 10 ⁷ Sm ^-1. Тази стойност е известна като 100% IACS с електропроводимост и е еталон за измерване на проводимостта на проводими материали.

Проводим материал се счита за такъв, ако има повече от 40% IACS. Материали с 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 във валентната си обвивка и от своя страна тези електрони се отделят от ядрото на атома.

Описаната конфигурация предполага, че не е необходимо голямо количество енергия за преминаване на електрони от един атом към друг, улеснява движението на електрони през проводника.

Тези видове електрони се наричат ​​свободни електрони. Тяхното разположение и свободата на движение в атомната структура е това, което прави циркулацията на електричество през проводника благоприятна.

Обединени ядра

Молекулната структура на проводниците е изградена от плътно сплетена мрежа от ядра, която остава практически неподвижна поради своята кохезия.

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

Тази реакция индуцира движението на електроните в определена посока, като по този начин позволява циркулацията на електрически ток през проводимия материал.

Електростатичен баланс

Подлагайки се на определен заряд, проводящите материали в крайна сметка достигат състояние на електростатично равновесие, при което движението на зарядите вътре в материала не се случва.

Положителните заряди се агломерират в единия край на материала, а отрицателните заряди се натрупват в противоположния край. Преместването на зарядите към повърхността на проводника поражда наличието на равни и противоположни електрически полета вътре в проводника. По този начин общото вътрешно електрическо поле в материала е нула.

Физически характеристики

ковък

Електрическите проводници трябва да са подвижни; тоест те трябва да са способни да се деформират, без да се счупят.

Провеждащите материали често се използват в битови или промишлени приложения, в които те трябва да бъдат подложени на огъване и огъване; следователно, ковкостта е изключително важна характеристика.

устойчив

Тези материали трябва да са устойчиви на износване, да издържат на условията на механично натоварване, на което обикновено са подложени, съчетани с високи температури поради циркулацията на тока.

Изолационен слой

Когато се използват в жилищно или промишлено приложение или като част от свързаната електрическа система за захранване, проводниците винаги трябва да бъдат покрити с подходящ изолационен слой.

Този външен слой, известен още като изолационен кожух, е необходим, за да не допусне контакт на електрически ток, пропускащ 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 носителите с най-висока електрическа проводимост.

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

Съществуват обаче и други видове материали или разтвори, които имат добри свойства на електрическа проводимост, като графитни или физиологични разтвори.

В зависимост от начина, по който се осъществява електрическата проводимост, е възможно да се разграничат три вида материали или проводими среди, които са подробно описани по-долу:

Метални проводници

Тази група е съставена от твърди метали и съответните им сплави.

Металните проводници дължат високата си проводимост на облаци от свободни електрони, които благоприятстват циркулацията на електрическия ток през тях. Металите се отказват от електроните, разположени в последната орбита на техните атоми, без да инвестират по-големи количества енергия, което прави скока на електрони от един атом в друг по-благоприятен.

От друга страна, сплавите се характеризират с това, че имат високо съпротивление; тоест те представляват съпротивление, пропорционално на дължината и диаметъра на проводника.

Най-често използваните сплави в електрическите инсталации са месинг, медно-цинкова сплав; ламарина, сплав от желязо и калай; медни никелови сплави; и сплави на хром никел.

Електролитични проводници

Това са решения, съставени от свободни йони, които помагат на електрическата проводимост на йонен клас.

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

Електролитичните проводници базират работата си върху химични реакции и изместване на материята, което улеснява движението на електрони по циркулационния път, осигурен от свободните йони.

Газови проводници

В тази категория са газовете, които преди това са били подложени на йонизационен процес, което дава възможност за провеждане на електричество през тях.

Самият въздух действа като проводник на електричество, когато при диелектрично разпадане той служи като проводяща среда за образуване на мълнии и електрически заряди.

Примери за проводници

алуминий

Той е много използван в надземните системи за електрически пренос, тъй като въпреки че има 35% по-ниска проводимост в сравнение с отпалена мед, теглото му е три пъти по-леко от последното.

Гнездата с високо напрежение обикновено са покрити от външна повърхност от поливинилхлорид (PVC), което предотвратява прегряването на проводника и изолира преминаването на електрически ток отвън.

мед

Това е металът, който най-често се използва като електрически проводник в промишлени и битови приложения, като се има предвид балансът, който представя между неговата проводимост и цената му.

Медта може да се използва в проводници с нисък и среден габарит, с един или няколко проводника, в зависимост от амперометричния капацитет на проводника.

злато

Това е материал, използван в електронни сглобки на микропроцесори и интегрални схеми. Освен това се използва за производство на клеми за акумулатори за превозни средства, наред с други приложения.

Проводимостта на златото е приблизително с 20% по-малка от проводимостта на отгрятото злато. Това обаче е много издръжлив и устойчив на корозия материал.

сребърен

С проводимост от 6,30 х 10 ⁷ Sm ^-1 (9-10% по-висока от проводимостта на отпалена мед), това е металът с най-високата електрическа проводимост, известен до момента.

Това е много ковък и пластичен материал, с твърдост, сравнима с тази на злато или мед. Цената му обаче е изключително висока, така че употребата му не е толкова често срещана в индустрията.

Препратки

1. Електрически проводник (sf). ЗАЩИТЕН. Хавана Куба. Възстановена от: eured.cu
2. Електрически проводници (sf). Възстановена от: aprendeelectricidad.weebly.com
3. Longo, J. (2009) Електрически проводници. Възстановено от: vivehogar.republica.com
4. Мартин, Т и Серано А. (втори). Проводници в електростатично равновесие. Политехнически университет в Мадрид. Испания. Възстановено от: montes.upm.es
5. Перес, Дж. И Гардей, А. (2016). Определение на електрически проводник. Възстановено от: definicion.de
6. Свойства на електрическите проводници (sf). Възстановено от: neetescuela.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Електрическа проводимост. Възстановено от: es.wikipedia.org
8. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Електрически проводник. Възстановено от: es.wikipedia.org