Elektrické vodiče

Čo sú elektrické ovládače?

Ten elektrické vodiče alebo materiály vodičov Sú to tie, ktoré majú malý odpor voči obehu elektrického prúdu, vzhľadom na ich špecifické vlastnosti. Atómová štruktúra elektrických vodičov uľahčuje pohyb elektrónov cez tieto, ktoré tento typ prvkov uprednostňuje prenos elektriny.

Vodiči sa môžu vyskytnúť rôznymi spôsobmi, jedným z nich je materiál v špecifických fyzikálnych podmienkach, ako sú kovové tyče (cabilly), ktoré neboli vyrobené ako súčasť elektrických obvodov. Napriek tomu, že nie sú súčasťou elektrickej zostavy, tieto materiály si vždy udržiavajú svoje vodičské vlastnosti.

Existujú tiež unipolárne alebo multipolárne elektrické vodiče, ktoré sa formálne používajú ako konektory elektrických obvodov v obytných a priemyselných oblastiach. Tento typ vodiča môže byť vyrobený z medených nití alebo iného kovového materiálu, pokrytý izolačným povrchom.

Charakteristiky elektrických vodičov

Elektrické vodiče sa vyznačujú tým, že cez tieto neponúkajú veľký odpor voči priechodu elektrického prúdu. Je to možné iba vďaka svojim elektrickým a fyzikálnym vlastnostiam, ktoré zaručujú, že obeh elektriny vodičom nevyvoláva deformáciu alebo zničenie príslušného materiálu.

Elektrické charakteristiky

Hlavné elektrické charakteristiky elektrických vodičov sú nasledujúce:

Dobrú vodivosť

Elektrické vodiče musia mať dobrú elektrickú vodivosť, aby splnili svoju funkciu elektrickej energie prepravy.

Medzinárodná elektrotechnická komisia v polovici roku 1913 určila, že elektrická vodivosť medi v jej najčistejšej podobe by mohla slúžiť ako odkaz na meranie a porovnanie vodivosti iných vodivých materiálov.

Preto bol zriadený medzinárodný meďový štandard (Medzinárodný žíhaný meďový štandard, IACS).

Prijatá referencia bola vodivosť medeného vlákna s dĺžkou a gram hmoty pri 20 ° C, ktorého hodnota sa rovná 5,80 x 10⁷ Siež.m^-1. Táto hodnota je známa ako 100 % elektrická vodivosť IACS a je referenčným bodom na meranie vodivosti vodivých materiálov.

Vodivý materiál sa považuje za taký, ak má viac ako 40 % IACS. Materiály, ktoré majú vodivosť vyššiu ako 100 % IAC, sa považujú za materiály s vysokou vodivosťou.

Môže vám slúžiť: Okamžitá rýchlosť: definícia, vzorec, výpočet a cvičenia

Atómová štruktúra umožňuje prechod prúdu

Atómová štruktúra umožňuje priechod elektrického prúdu, pretože atómy majú vo svojej valenčnej vrstve málo elektrónov a tieto elektróny sú oddelené od jadra atómu.

Opísaná konfigurácia naznačuje, že sa nevyžaduje veľké množstvo energie, aby sa elektróny presunuli z jedného atómu na druhý, čo uľahčuje pohyb elektrónov cez vodič.

Tento typ elektrónov sa nazýva voľné elektróny. Jeho dispozícia a sloboda pohybu v celej atómovej štruktúre vedie k obehu elektriny prostredníctvom vodiča.

Zjednotené jadrá

Molekulárna štruktúra vodičov sa skladá z veľmi zjednotenej siete jadrovej siete, ktorá zostáva kvôli svojej súdržnosti prakticky nehybná.

To vedie k pohybu elektrónov, ktoré sú ďaleko v molekule, pretože voľne mobilizujú a reagujú na blízkosť elektrického poľa. 

Táto reakcia indukuje pohyb elektrónov v špecifickom smere, ktorý vedie k cirkulácii elektrického prúdu cez vodivý materiál.

Elektrostatická rovnováha

Vodivé materiály, ktoré sú vystavené konkrétnemu zaťaženiu.

Pozitívne zaťaženia sú aglomerát na jednom konci materiálu a záporné zaťaženie sa hromadí na opačnom konci. Posunutie záťaží na povrch vodiča generuje prítomnosť rovnakých a opačných elektrických polí vo vnútri vodiča. Celkové vnútorné elektrické pole v rámci materiálu je teda nula.

Fyzicka charakteristika

Poddajný

Elektrické vodiče musia byť poddajné; to znamená, že musia byť schopní deformovať bez zlomenia.

Hnacie materiály sa zvyčajne používajú v domácich alebo priemyselných aplikáciách, v ktorých musia byť vystavené zakriveniu a záhyboch; Preto je kláštornosť mimoriadne dôležitá charakteristika.

Môže vám slúžiť: modulovaná amplitúda

Odolný

Tieto materiály by mali byť odolné voči opotrebovaniu, na podporu podmienok mechanického stresu, ktorým sú zvyčajne vystavené, spojené s vysokými teplotami v dôsledku prúdového obehu.

Izolačná vrstva

Pri použití v rezidenčnej, priemyselnej aplikácii alebo ako súčasť prepojeného systému dodávky elektrickej energie musia byť vodičom vždy pokryté primeranou izolačnou vrstvou.

Táto vonkajšia vrstva, známa tiež ako izolačná bunda, je potrebná na zabránenie elektrickému prúdu, ktorý cirkuluje vodičom, aby bol v kontakte s ľuďmi alebo predmetmi, ktoré sú okolo.

Typy elektrických vodičov

Existujú rôzne kategórie elektrických vodičov a v každej kategórii sú materiály alebo médiá s väčšou elektrickou vodivosťou.

Par excellence, najlepšie elektrické vodiče sú pevné kovy, medzi ktorými vynikajú medi, zlato, striebro, hliník, železo a niektoré zliatiny.

Existujú však aj iné typy materiálov alebo roztokov, ktoré majú dobré vlastnosti elektrického vedenia, ako sú grafit alebo roztoky slaní.

V závislosti od spôsobu vykonávania elektrického vedenia je možné rozlíšiť tri typy materiálov alebo vodivých prostriedkov, ktoré sú podrobne uvedené nižšie:

Kovový vodič

Táto skupina sa skladá zo solídnych kovov a ich zliatiny.

Kovové vodiče dlhujú svoju vysokú vodivosť voľným oblakom elektrónov, ktoré uprednostňujú cirkuláciu elektrického prúdu cez tieto. Kovy poskytujú elektróny umiestnené na poslednej obežnej dráhe ich atómov bez toho, aby investovali väčšie množstvo energie, čo vedie k skoku elektrónov z jedného atómu do druhého.

Na druhej strane zliatiny sa vyznačujú vysokým odporom; to znamená, že majú odpor úmerný dĺžke a priemeru vodiča.

Najpoužívanejším zliatinami v elektrických inštaláciách sú mosadz, zliatina medi a zinku; Plechovka, zliatina železa a cínu; zliatiny medi a niklu; a chrómové a niklové zliatiny.

Elektrolytické vodiče

Toto sú roztoky tvorené voľnými iónmi, ktoré pomáhajú elektrickému vedeniu iónovej triedy.

Z väčšej časti sú tieto typy vodičov prítomné v iónových roztokoch, pretože elektrolytické látky musia podstúpiť čiastočné (alebo celkové) disociácie, aby sa vytvorili ióny, ktoré budú zaťažovať nosičmi.

Môže vám slúžiť: Aerostatický balón: História, vlastnosti, časti, ako to funguje

Elektrolytické vodiče zakladajú svoju činnosť na chemických reakciách a posunutí hmoty, čo uľahčuje pohyb elektrónov cez cirkulačnú cestu umožnenú voľnými iónmi.

Plynné vodiče

V tejto kategórii sú plyny, ktoré boli predtým podrobené ionizačnému procesu, ktorý umožňuje vedenie elektriny prostredníctvom týchto.

Samotný vzduch slúži ako vodič elektriny, keď sa vyskytne dielektrické prasknutie, slúži ako vodič elektrickej energie na tvorbu lúčov a elektrických výbojov.

Príklady vodičov

Hliník

Vysoko sa používa v leteckých elektrických prenosových systémoch, pretože napriek tomu, že má v porovnaní s meďou o 35 % nižšiu vodivosť.

Vysoké napätia sú zvyčajne pokryté vonkajším povrchom polyvinylchloridu (PVC), ktorý zabraňuje prehrievaniu vodiča a izoluje priechod elektrického prúdu z vonkajšej strany vonkajšej vonkajšej strany.

Meď

Je to najpoužívanejší kov ako elektrický vodič v priemyselných a rezidenčných aplikáciách, vzhľadom na rovnováhu, ktorý predstavuje medzi jeho vodivosťou a cenou.

Meď sa môže použiť v ovládačoch s nízkym a stredným kalibrom s jedným alebo viacerými vláknami v závislosti od amperimetrickej kapacity vodiča.

Zlato

Je to materiál používaný v elektronických montážách mikroprocesorov a integrovaných obvodov. Používa sa tiež na výrobu terminálov pre batérie vozidla, okrem iného.

Vodivosť zlata je približne o 20 % nižšia ako vodivosť žíhaného zlata. Je to však veľmi odolný materiál odolný voči korózii.

Striebro

S vodivosťou 6,30 x 10⁷ Siež.m^-1 (9-10 % vyššia ako vodivosť žíhanej meďnatého), je kov s najväčšou elektrickou vodivosťou, ktorá je doteraz známa.

Je to veľmi poddajný a ťažký materiál s tvrdosťou porovnateľnou s tvrdosťou zlata alebo meďou. Jeho náklady sú však mimoriadne vysoké, takže jeho používanie nie je v priemysle také bežné.