Elektros laidininkų tipai ir pagrindinės charakteristikos



The elektros laidininkai arba laidžios medžiagos yra tie, kurie turi mažą atsparumą elektros srovės cirkuliacijai, atsižvelgiant į jų specifines savybes. Elektros laidininkų atominė struktūra palengvina elektronų judėjimą per juos, su kuriais šio tipo elementai skatina elektros energijos perdavimą.

Laidininkai gali pasirodyti įvairios formos, viena iš jų yra medžiaga konkrečiose fizinėse sąlygose, pvz., Metalo strypai, kurie nėra sukurti, kad galėtų sudaryti elektros grandines. Nepaisant to, kad jos nėra elektros įrangos dalis, šios medžiagos visada išlaiko vairavimo savybes.

Taip pat yra unipoliniai arba daugiapoliai elektros laidininkai, kurie oficialiai naudojami kaip elektros grandinių jungiamieji elementai gyvenamuosiuose ir pramoniniuose rajonuose. Šio tipo laidininkas gali būti suformuotas vario laidais arba kitokio tipo metaline medžiaga, padengtu izoliaciniu paviršiumi.

Be to, priklausomai nuo grandinės konfigūracijos, laidininkai gali būti diferencijuojami gyvenamosioms patalpoms (ploniems) arba kabeliams požeminiams lizdams elektros paskirstymo sistemose (stora).

Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skirsime laidžių medžiagų savybėms jų grynoje būsenoje; Be to, žinosime, kokios yra dažniausiai naudojamos laidžios medžiagos ir kodėl.

Indeksas

  • 1 Charakteristikos
    • 1.1 Elektros charakteristikos
    • 1.2 Fizinės savybės
  • 2 Elektros laidininkų tipai
    • 2.1 Metaliniai laidininkai
    • 2.2 Elektrolitiniai laidininkai
    • 2.3 Dujų laidai
  • 3 Vairuotojų pavyzdžiai
    • 3.1 Aliuminis
    • 3.2 Varis
    • 3.3 Auksas
    • 3.4 Sidabras
  • 4 Nuorodos

Savybės

Elektriniai laidininkai pasižymi tuo, kad jie nesuteikia didelio atsparumo elektros srovės perėjimui per juos, o tai įmanoma tik dėl savo elektrinių ir fizinių savybių, kurios garantuoja, kad elektros laidumas laidininkas nesukelia deformacijos ar sunaikinimo medžiagos.

Elektros charakteristikos

Pagrindinės elektros laidininkų elektrinės charakteristikos yra šios:

Geras laidumas

Elektros laidininkai turi turėti gerą elektros laidumą, kad galėtų atlikti elektros energijos transportavimo funkciją.

1913 m. Viduryje Tarptautinė elektrotechnikos komisija nustatė, kad gryno vario elektrinis laidumas gali būti pavyzdys kitų elektrai laidžių medžiagų laidumo matavimui ir palyginimui..

Taigi buvo nustatytas tarptautinis vario vytinimo standartas (Tarptautinis nudegintas vario standartas, IACS už akronimą anglų kalba).

Priimta nuoroda buvo vieno metro ilgio karšto vario vielos laidumas ir vienas gramas 20 ° C temperatūroje, kurio vertė yra lygi 5,80 x 107 S.m-1. Ši vertė yra žinoma kaip 100% IACS elektros laidumas, ir yra atskaitos taškas laidžių medžiagų laidumui matuoti.

Vadovaujanti medžiaga laikoma tokia, jei ji turi daugiau kaip 40% IAKS. Medžiagos, kurių laidumas yra didesnis nei 100% IACS, laikomos aukštos laidumo medžiagomis.

Atominė struktūra leidžia praeiti srovę

Atominė struktūra leidžia praeiti elektros srovę, nes atomai turi mažai elektronų savo valentiniame korpuse ir, savo ruožtu, šie elektronai yra atskirti nuo atomo branduolio.

Aprašyta konfigūracija reiškia, kad elektronams nereikia daug energijos perkelti iš vieno atomo į kitą, palengvinant elektronų judėjimą per laidininką.

Šis elektronų tipas vadinamas laisvaisiais elektronais. Jo dispozicija ir judėjimo laisvė palei atominę struktūrą palengvina elektros apyvartą per vairuotoją.

Jungtinės branduolys

Laidininkų molekulinę struktūrą sudaro glaudžiai susietas branduolių tinklas, kuris dėl sanglaudos išlieka praktiškai nejudrus..

Dėl to elektronų, esančių toli molekulės viduje, judėjimas yra palankus, nes jie laisvai juda ir reaguoja į elektrinio lauko artumą. 

Ši reakcija sukelia elektronų judėjimą tam tikra kryptimi, dėl kurios kyla elektros srovės tekėjimas per laidžią medžiagą.

Elektrostatinė pusiausvyra

Atliekant tam tikrą apkrovą, laidžios medžiagos galiausiai pasiekia elektrostatinės pusiausvyros būseną, kurioje nėra medžiagų judėjimo medžiagos viduje..

Teigiami krūviai viename medžiagos gale aglomeruojasi, o priešingame gale kaupiasi neigiami krūviai. Įkrovos poslinkis į laidininko paviršių generuoja vienodus ir priešingus elektrinius laukus laidininko viduje. Taigi bendras vidinis elektrinis laukas medžiagos viduje yra nulis.

Fizinės savybės

Kalimas

Elektros laidininkai turi būti kaliojo; tai yra, jie turi sugebėti deformuotis be pertraukos.

Elektros laidžios medžiagos paprastai naudojamos buitinėse ar pramoninėse srityse, kuriose jos turi būti išlenktos ir lenktos; dėl to švelnumas yra labai svarbus bruožas.

Atsparus

Šios medžiagos turi būti atsparios nusidėvėjimui, atlaikyti mechaninės įtampos sąlygas, kurioms jie paprastai būdingi, kartu su padidėjusiomis temperatūromis dėl srovės cirkuliacijos..

Izoliacinis sluoksnis

Naudojant gyvenamosiose patalpose, pramonėje arba kaip sujungtos elektros energijos tiekimo sistemos dalis, laidininkai visada turi būti padengti tinkamu izoliaciniu sluoksniu.

Šis išorinis sluoksnis, taip pat žinomas kaip izoliacinė striukė, yra būtinas, kad elektros laidai, tekantys per laidininką, nesiliestų su aplink jį esančiais žmonėmis ar objektais..

Elektros laidininkų tipai

Yra skirtingų kategorijų elektros laidininkai, ir kiekvienoje kategorijoje yra medžiagos arba terpė, turinti didžiausią elektros laidumą.

Dėl geriausios kokybės geriausi elektros laidininkai yra kietieji metalai, tarp kurių išsiskiria varis, auksas, sidabras, aliuminis, geležis ir kai kurie lydiniai..

Tačiau yra ir kitų rūšių medžiagų ar sprendimų, turinčių geras elektros laidumo savybes, pvz., Grafito ar druskos tirpalus.

Priklausomai nuo to, kaip atliekamas elektros laidumas, galima išskirti trijų rūšių medžiagas arba laidžios priemones, kurios aprašytos toliau:

Metaliniai laidininkai

Šią grupę sudaro kietieji metalai ir jų atitinkami lydiniai.

Metaliniai laidininkai turi didelį laidumą laisvųjų elektronų debesims, kurie skatina elektros srovę per juos. Metalai atneša elektronus, esančius paskutinėje jų atomų orbitoje, nedirbdami didesnių energijos kiekių, todėl elektronų šuolis iš vieno atomo į kitą.

Kita vertus, lydiniai pasižymi dideliu atsparumu; tai yra, jų atsparumas proporcingas laidininko ilgiui ir skersmeniui.

Dažniausiai naudojami elektros instaliacijos lydiniai yra žalvaris, vario ir cinko lydinys; Alavas, geležies ir alavo lydinys; vario ir nikelio lydiniai; ir chromo ir nikelio lydiniai.

Elektrolitiniai laidininkai

Tai yra tirpalai, sudaryti iš laisvų jonų, kurie padeda jonų klasės elektros laidumui.

Dažniausiai šių tipų laidininkai yra joniniuose tirpaluose, nes elektrolitinės medžiagos turi būti dalinai (arba iš viso) disociacijos, kad susidarytų jonai, kurie bus įkrovikliai..

Elektrolitiniai laidininkai savo veikimą grindžia cheminėmis reakcijomis ir medžiagos judėjimu, o tai palengvina elektronų judėjimą per laisvo jonų sukamą apyvartą..

Dujų laidininkai

Šioje kategorijoje yra dujos, kurios anksčiau buvo paveiktos jonizacijos procesu, leidžiančiu elektros energiją per jas.

Pats oras veikia kaip elektros laidininkas, kai atsiranda dielektrinis gedimas, jis tarnauja kaip elektra valdanti terpė žaibų ir elektros smūgio susidarymui..

Vairuotojų pavyzdžiai

Aliuminis

Jis yra labai naudojamas elektros energijos perdavimo sistemose, nes, nepaisant 35% mažesnio laidumo, palyginti su karštu variu, jo svoris yra tris kartus lengvesnis už pastarąjį.

Aukštos įtampos lizdai paprastai yra padengti išoriniu polivinilchlorido (PVC) paviršiu, kuris apsaugo nuo perkaitimo laidininko ir izoliuoja elektros srovės išėjimą iš išorės.

Varis

Tai yra dažniausiai naudojamas metalas kaip elektros laidininkas pramoniniuose ir gyvenamuosiuose įrenginiuose, atsižvelgiant į jo laidumo ir kainos pusiausvyrą.

Varis gali būti naudojamas mažų ir vidutinių laidininkų, su vienu ar keliais laidais, priklausomai nuo srovės laidininko galios..

Auksas

Tai medžiaga, naudojama elektroniniuose mikroprocesorių ir integrinių grandynų mazguose. Jis taip pat naudojamas transporto priemonių akumuliatorių gnybtų gamybai, be kita ko.

Aukso laidumas yra maždaug 20% ​​mažesnis nei iškaitinto aukso laidumas. Tačiau tai yra labai patvari medžiaga ir atspari korozijai.

Sidabras

Kurių laidumas yra 6,30 x 107 S.m-1 (9–10% didesnis nei iškaitinto vario laidumas), yra metalas, kurio elektros laidumas yra didžiausias iki šiol.

Tai labai kaliojo ir kaliojo medžiaga, kurios kietumas yra panašus į aukso ar vario kietumą. Tačiau jos kaina yra labai didelė, todėl jo naudojimas pramonėje nėra toks dažnas.

Nuorodos

  1. Elektros laidininkas (s.f.). Ecured. Havana, Kuba Gauta iš: ecured.cu
  2. Elektros laidininkai (s.f.). Gauta iš: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Elektros laidininkai. Išieškota iš: vivirhogar.republica.com
  4. Martín, T ir Serrano A. (s.f.). Elektrostatinės pusiausvyros laidininkai. Madrido politechnikos universitetas. Ispanija Gauta iš: montes.upm.es
  5. Pérez, J. ir Gardey, A. (2016). Elektros laidininko apibrėžimas. Gauta iš: definicion.de
  6. Elektros laidininkų savybės (s.f.). Gauta iš: neetescuela.org
  7. Vikipedija, „Laisvas enciklopedija“ (2018). Elektros laidumas Gauta iš: en.wikipedia.org
  8. Vikipedija, „Laisvas enciklopedija“ (2018). Elektros laidininkas Gauta iš: en.wikipedia.org