Sähköjohtimet

Mitkä ovat sähköiset ohjaimet?

Se sähköjohtimet tai johtimet materiaalit He ovat niitä, joilla ei ole juurikaan vastustuskykyä sähkövirran kiertämiselle, kun otetaan huomioon niiden erityiset ominaisuudet. Sähköjohtimien atomirakenne helpottaa elektronien liikkumista näiden läpi, joiden kanssa tämäntyyppiset elementit suosittelevat sähkön siirtoa.

Kuljettajat voivat tapahtua eri tavoin, yksi näistä on materiaalia tietyissä fyysisissä olosuhteissa, kuten metallipalkit (cabillas), joita ei ole tehty osaksi sähköpiirejä. Huolimatta siitä, etteivät ne ole osa sähköistä kokoonpanoa, nämä materiaalit säilyttävät aina käyttöominaisuudet.

Siellä on myös yksikolaarisia tai multipolaarisia sähköjohtimia, joita käytetään muodollisesti sähköpiiriliiteinä asuin- ja teollisuusalueilla. Tämäntyyppinen johdin voi koostua kuparikiereistä tai muusta metallisesta materiaalista, peitetty eristävällä pinnalla.

Sähköjohtimien ominaisuudet

Sähköjohtimille on ominaista, että ne eivät tarjoa paljon vastustuskykyä sähkövirran läpäisylle näiden läpi. Tämä on mahdollista vain sen sähköisten ja fysikaalisten ominaisuuksien ansiosta, jotka takaavat, että kuljettajan sähkön kiertäminen ei aiheuta kyseisen materiaalin muodonmuutoksia tai tuhoamista.

Sähköominaisuudet

Sähköjohtimien tärkeimmät sähköominaisuudet ovat seuraavat:

Hyvä johtavuus

Sähköjohtimilla on oltava hyvä sähkönjohtavuus sähkövoiman kuljetustoiminnon suorittamiseksi.

Kansainvälinen sähkötekninen komissio määritteli vuoden 1913 puolivälissä, että kuparin johtavuus sen puhtaimmassa muodossa voisi toimia viittauksena muiden johtavien materiaalien johtavuuden mittaamiseen ja vertaamiseen.

Siksi perustettiin kansainvälinen kuparistandardi (Kansainvälinen hehkutettu kuparistandardi, IACS).

Hyväksytty referenssi oli kuparilangan johtavuus metrin pituus ja gramma massa 20 ° C: ssa, jonka arvo on yhtä suuri kuin 5,80 x 10⁷ S.m^-1. Tätä arvoa tunnetaan 100 % IACS: n sähkönjohtavuus, ja se on vertailupiste johtavien materiaalien johtavuuden mittaamiseksi.

Johtavaa materiaalia pidetään sellaisenaan, jos sillä on yli 40 % IAC: t. Materiaaleja, joiden johtavuus on yli 100 % IAC: tä, pidetään korkeina johtavuusmateriaaleina.

Voi palvella sinua: hetkellinen nopeus: Määritelmä, kaava, laskenta ja harjoitukset

Atomisrakenne mahdollistaa virran kulun

Atomisrakenne mahdollistaa sähkövirran läpikulun, koska atomeilla on vähän elektroneja niiden valenssikerroksessa ja puolestaan ​​nämä elektronit irrotetaan atomin ytimestä.

Kuvattu kokoonpano tarkoittaa, että suurta määrää energiaa ei vaadita siten, että elektronit liikkuvat atomista toiseen, helpottaen elektronien liikettä kuljettajan läpi.

Tämän tyyppisiä elektroneja kutsutaan vapaiksi elektroniksi. Hänen sijoituksensa ja liikkumisen vapaus koko atomirakenteessa johtaa sähkön kiertoon kuljettajan läpi.

Yhtenäiset ytimet

Johtimien molekyylirakenne koostuu erittäin yhtenäisestä ydinverkosta, joka pysyy käytännössä liikkumattomana sen koheesion vuoksi.

Tämä johtaa kaukaisen molekyylin sisällä olevien elektronien liikkeeseen, koska ne mobilisoivat vapaasti ja reagoivat sähkökentän läheisyyteen. 

Tämä reaktio indusoi elektronien liikkumisen tiettyyn suuntaan, mikä johtaa sähkövirran kiertoon johtavan materiaalin kautta.

Sähköstaattinen tasapaino

Koska johtava materiaali on tietyn kuormituksen alainen, lopulta pääsee sähköstaattiseen tasapainotilaan, jossa kuormien liikkumista materiaalin sisällä ei tapahdu.

Positiiviset kuormat ovat agglomeraattia materiaalin toisessa päässä ja negatiiviset kuormat kerääntyvät vastakkaiseen päähän. Kuormitusten siirtyminen kuljettajan pintaan tuottaa yhtäläisten ja vastakkaisten sähkökenttien läsnäolon kuljettajan sisällä. Siten materiaalin sisäinen sähkökenttä on nolla.

Fyysiset ominaisuudet

Muovattava

Sähköjohtimien on oltava muokattavia; eli heidän on kyettävä epävakauteen rikkomatta.

Ajo -materiaaleja käytetään yleensä kotimaisissa tai teollisissa sovelluksissa, joissa niille on kohdistettava kaarevuita ja taitoksia; Siksi muokattavuus on erittäin tärkeä ominaisuus.

Voi palvella sinua: moduloitu amplitudi

Kestävä

Näiden materiaalien tulisi olla kulumisen kestäviä, jotta voidaan tukea mekaanisia rasitusolosuhteita, joihin ne yleensä altistuvat, yhdistettynä korkeisiin lämpötiloihin virran verenkierrosta johtuen.

Eristävä kerros

Kun sitä käytetään asuinrakennuksessa, teollisessa sovelluksessa tai osana toisiinsa liittyvää sähköntoimitusjärjestelmää, kuljettajat on aina peitettävä riittävällä eristyskerroksella.

Tämä ulkokerros, joka tunnetaan myös nimellä eristävä takki, on välttämätöntä kuljettajan läpi kiertävän sähkövirran estämiseksi, jotta ne ovat kosketuksissa ihmisten tai esineiden kanssa, jotka ovat lähellä.

Sähköjohtimet

Sähköjohtimia on erilaisia ​​ja jokaisessa luokassa on puolestaan ​​suuremman sähkönjohtavuuden materiaaleja tai väliaineita.

Par Excellence, parhaat sähköjohtimet ovat kiinteitä metalleja, joista kuparit, kulta, hopea, alumiini, rauta ja jotkut seokset erottuvat.

On kuitenkin muun tyyppisiä materiaaleja tai ratkaisuja, joilla on hyvät sähköjohtamisominaisuudet, kuten grafiitti- tai suolaliuosratkaisut.

Sähköjohtavuuden suorittamisesta riippuen on mahdollista erottaa kolme tyyppiä materiaalia tai johtavia keinoja, jotka on yksityiskohtaisesti esitetty:

Metallijohtimet

Tämä ryhmä koostuu kiinteistä metalleista ja niiden vastaavista seoksista.

Metallijohtimet ovat korkean johtavuutensa vapaiden elektronien pilvien kanssa, jotka suosivat sähkövirran kiertoa näiden läpi. Metallit tuottavat atomien viimeisellä kiertoradalla sijaitsevat elektronit sijoittamatta suurempia määriä energiaa, mikä johtaa elektronien hyppyyn atomista toiseen.

Toisaalta seoksille on ominaista korkea resistiivisyys; Eli heillä on vastus, joka on verrannollinen kuljettajan pituuteen ja halkaisijaan.

Sähköasennuksissa eniten käytettyjä seoksia ovat messinki, kuparin seos ja sinkki; Tina, rauta- ja tina -seos; Kupari- ja nikkeli -seokset; ja kromi- ja nikkeliseokset.

Elektrolyyttiset johtimet

Nämä ovat vapaat ionit, jotka auttavat ionisen luokan sähköisen johtavuutta.

Tämän tyyppisiä johtimia on suurimmaksi osaksi ionisissa liuoksissa, koska elektrolyyttisten aineiden on suoritettava osittaiset (tai kokonais) dissosioinnit ionien muodostamiseksi, jotka lastattavat kantoaallot.

Voi palvella sinua: Aerostaattinen ilmapallo: Historia, ominaisuudet, osat, miten se toimii

Elektrolyyttiset johtimet perustavat toimintansa kemiallisiin reaktioihin ja aineen siirtymiseen, mikä helpottaa elektronien liikkumista kiertoreitin läpi, joka mahdollistaa vapaiden ionien avulla.

Kaasumaiset johtimet

Tässä luokassa ovat kaasut, jotka on aiemmin toimitettu ionisaatioprosessiin, mikä mahdollistaa sähkön johtamisen näiden läpi.

Itse ilma toimii sähköjohtimena, kun dielektrisen repeämän tapahtuessa se toimii sähköjohtimena säteiden ja sähköisten purkausten muodostumiseksi.

Esimerkkejä kuljettajista

Alumiini

Sitä käytetään erittäin sähkösiirtojärjestelmissä, koska siitä huolimatta, että sen paino on 35 % alhaisempi johtavuus verrattuna, sen paino on kolme kertaa kevyempi kuin jälkimmäinen.

Korkeajännitteiset laukaukset peitetään yleensä polyvinyylikloridin (PVC) ulkopinnalla, joka estää kuljettajan ylikuumenemisen ja eristää sähkövirran kulun ulkopinnan ulkopinnan ulkopuolelta ulkopuolelta.

Kupari

Se on eniten käytetty metalli sähköjohtimena teollisissa ja asuinrakennuksissa, kun otetaan huomioon tasapaino, jonka se esittelee sen johtavuuden ja hinnan välillä.

Kuparia voidaan käyttää alhaisissa ja keskisuurissa kaliiperin ohjaimissa, joissa on yksi tai useampi langat, kuljettajan ampeerimetrisestä kapasiteetista riippuen.

Kulta

Se on materiaali, jota käytetään mikroprosessorien ja integroitujen piirien elektronisissa montaasissa. Sitä käytetään myös ajoneuvojen paristojen päätelmien valmistukseen muun muassa.

Kultajohtavuus on noin 20 % pienempi kuin hehkutetun kullan johtavuus. Se on kuitenkin erittäin kestävä ja korroosiokestävä materiaali.

Hopea

Johtavuus on 6,30 x 10⁷ S.m^-1 (9-10 % korkeampi kuin hehkutetun kuparin johtavuus), on metalli, jolla on suurin tähän mennessä tiedossa oleva sähkönjohtavuus.

Se on erittäin muokattava ja palloke, jonka kovuus on verrattavissa kultaan tai kupariin. Sen kustannukset ovat kuitenkin erittäin korkeat, joten sen käyttö ei ole niin yleistä teollisuudessa.