Elektromos vezetők típusai és fő jellemzői

az elektromos vezetők vagy vezető anyagok azok, amelyek kis ellenállással rendelkeznek az elektromos áram cirkulációjával szemben, figyelembe véve sajátos tulajdonságaikat. Az elektromos vezetők atomszerkezete megkönnyíti az elektronok mozgását rajtuk keresztül, amellyel az ilyen típusú elemek kedveznek a villamosenergia-átvitelnek..

A vezetők különböző formákban jelennek meg, ezek közül az egyik a fizikai körülmények között lévő anyag, mint például a fémből készült rudak, amelyek nem épültek ki elektromos áramkörökből. Annak ellenére, hogy nem tartoznak az elektromos szerelvények közé, ezek az anyagok mindig megtartják vezetési tulajdonságaikat.

Vannak unipoláris vagy többpólusú elektromos vezetők is, amelyeket formálisan a lakó- és ipari területek elektromos áramköreinek összekötő elemeiént használnak. Ezt a típusú vezetőt rézhuzalok vagy más fémes anyagból lehet kialakítani, amely szigetelő felülettel van ellátva.

Ezen túlmenően, az áramkör konfigurációjától függően, a vezetők differenciálhatók a villamos elosztórendszerek (vastag) földalatti aljzataihoz (vékony) vagy kábelekhez..

E cikk alkalmazásában a vezetőképes anyagok jellemzőire koncentrálunk tiszta állapotukban; Ezenkívül tudjuk, mi a leggyakrabban használt vezető anyag és miért.

index

• 1 Jellemzők
  • 1.1 Elektromos jellemzők
  • 1.2 Fizikai jellemzők
• 2 Az elektromos vezetők típusai
  • 2.1 Fémvezetők
  • 2.2 Elektrolitikus vezetők
  • 2.3 Gázvezetékek
• 3 Példák a meghajtókra
  • 3.1 Alumínium
  • 3.2 Réz
  • 3.3 Arany
  • 3.4 Ezüst
• 4 Referenciák

jellemzői

Az elektromos vezetőkre jellemző, hogy nem nyújtanak nagy ellenállást az elektromos áram áthaladásán keresztül, ami csak elektromos és fizikai tulajdonságainak köszönhető, ami garantálja, hogy a villamos áram a vezető által nem okoz deformációt vagy megsemmisítést a szóban forgó anyagból.

Elektromos jellemzők

Az elektromos vezetők főbb elektromos jellemzői a következők:

Jó vezetőképesség

Az elektromos vezetőknek jó elektromos vezetőképességgel kell rendelkezniük, hogy teljesítsék a villamosenergia-szállítás funkcióját.

A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság 1913 közepén megállapította, hogy a tiszta réz elektromos vezetőképessége referenciaként szolgálhat más vezető anyagok vezetőképességének méréséhez és összehasonlításához..

Így meghatározták a réz habosítása nemzetközi szabványát (Nemzetközi lágyított réz standard, Az IACS angol nyelvű rövidítése.

Az elfogadott hivatkozás egy 1 méter hosszú, hegesztett rézhuzal vezetőképessége és 20 ° C-on egy gramm tömegű, amelynek értéke 5,80 x 10 volt.⁷ S. M^-1. Ezt az értéket 100% IACS elektromos vezetőképességnek nevezzük, és ez a referenciapont a vezető anyagok vezetőképességének mérésére.

A vezető anyagot úgy kell tekinteni, ha 40% -nál több IACS-t tartalmaz. A 100% -nál nagyobb IACS vezetőképességű anyagokat magas vezetőképességű anyagoknak tekintik.

Az atomszerkezet lehetővé teszi az áram áthaladását

Az atomszerkezet lehetővé teszi az elektromos áram áthaladását, mivel az atomoknak kevés elektronjuk van a valens héjában, és ezek az elektronok leválnak az atom magjától..

A leírt konfiguráció azt jelenti, hogy nem igényel nagy mennyiségű energiát az elektronok számára, hogy az egyik atomról a másikra mozogjanak, elősegítve az elektronok mozgását a vezetőn keresztül..

Ezt a fajta elektronokat szabad elektronoknak nevezik. Az atomszerkezet mentén való mozgása és mozgásának szabadsága megkönnyíti a villamos áramot a vezetőn keresztül.

Egyesült magok

A vezetők molekulaszerkezete a magok szorosan kötött hálójából áll, amely a kohéziója miatt gyakorlatilag mozdulatlan marad..

Ez teszi lehetővé, hogy az elektronok mozgása messze eléri a molekulát, mivel szabadon mozognak és reagálnak egy elektromos mező közelségére.. 

Ez a reakció az elektronok mozgását indítja el egy meghatározott irányban, ami az elektromos áram áramlását eredményezi a vezető anyagon keresztül.

Elektrosztatikus mérleg

Egy adott terhelésnek kitéve a vezető anyagok végül olyan elektrosztatikus egyensúlyi állapotba kerülnek, amelyben a töltés nem mozdul el az anyagon belül..

A pozitív töltések agglomerálódnak az anyag egyik végén, és a negatív töltések felhalmozódnak a másik végén. A töltéseknek a vezetőfelület felé történő elmozdulása egyenlő és ellentétes elektromos mezők jelenlétét generálja a vezető belsejében. Így az anyagon belüli teljes belső elektromos mező nulla.

Fizikai jellemzők

nyújtható

Az elektromos vezetőknek alakíthatónak kell lenniük; azaz nem kell törniük.

A vezetőképes anyagokat általában háztartási vagy ipari alkalmazásokban használják, ahol hajlításra és hajlításra van szükség; ebből a szempontból rendkívül fontos a tempózhatóság.

ellenálló

Ezeknek az anyagoknak a kopásnak ellenállónak kell lenniük, hogy ellenálljanak azoknak a mechanikai feszültségeknek, amelyekre rendszerint ki vannak téve, valamint az áramlási sebesség miatt..

Szigetelő réteg

Lakossági, ipari alkalmazásban vagy az összekapcsolt áramellátó rendszer részeként a vezetőket mindig megfelelő szigetelőréteggel kell fedni.

Ezt a külső réteget, amely szigetelőköpenyként is ismert, meg kell akadályozni, hogy a vezetőn átáramló elektromos áram érintkezésbe kerüljön a körülötte lévő emberekkel vagy tárgyakkal..

Az elektromos vezetők típusai

Az elektromos vezetők különböző kategóriái vannak, és minden kategóriában a legmagasabb elektromos vezetőképességű anyagok vagy közegek.

A kiválóság érdekében a legjobb elektromos vezetők szilárd fémek, amelyek közül kiemelkedik a réz, arany, ezüst, alumínium, vas és néhány ötvözet..

Vannak azonban más típusú anyagok vagy megoldások, amelyek jó elektromos vezetési tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például grafit vagy sóoldatok.

Az elektromos vezetés végrehajtásának módjától függően háromféle anyagot vagy vezetőképes eszközt lehet megkülönböztetni, amelyeket az alábbiakban részletezünk:

Fémvezetékek

Ez a csoport szilárd fémekből és azok megfelelő ötvözeteiből áll.

A fémvezetékek magas vezetőképességüket a szabad elektronok felhőinek köszönhetik, amelyek elősegítik az elektromos áram áramlását rajtuk. A fémek az atomjaik utolsó pályáján elhelyezkedő elektronokat nagyobb energiamennyiségbe fektetik, ami az elektronok ugrását egy atomból egy másikba teszi.

Másrészt az ötvözeteket nagy ellenállóképesség jellemzi; azaz a vezető hossza és átmérője arányos.

Az elektromos berendezések leggyakrabban használt ötvözetei a sárgaréz, a réz és a cink ötvözete; Ón, vas és ón ötvözete; réz és nikkelötvözetek; és króm és nikkel ötvözetek.

Elektrolitikus vezetők

Ezek olyan szabad ionokból álló megoldások, amelyek segítik az ionos osztályú elektromos vezetést.

Az ilyen típusú vezetők többnyire ionos oldatokban vannak jelen, mivel az elektrolit anyagoknak részleges (vagy teljes) disszociációkat kell végezniük az ionok kialakításához, amelyek töltőanyagot képeznek..

Az elektrolit vezetők működésüket kémiai reakciókra és az anyag elmozdulására alapozzák, ami megkönnyíti az elektronok mozgását a szabad ionok által engedélyezett keringési úton..

Gázvezetékek

Ebben a kategóriában azok a gázok tartoznak, amelyeket korábban ionizációs folyamatnak vetettek alá, ami lehetővé teszi a villamos energia vezetését ezeken keresztül.

Maga a levegő villamos vezetőként működik, amikor a dielektromos lebomlás során villamosan vezető közegként szolgál villámgyorsulás és áramütés kialakulásához..

Példák a járművezetőkre

alumínium

A villamosenergia-átviteli rendszerekben nagy mértékben használják, mert annak ellenére, hogy a hegesztett rézhez képest 35% -kal alacsonyabb vezetőképességű, annak súlya háromszor könnyebb, mint az utóbbi.

A nagyfeszültségű kivezetéseket általában polivinil-klorid (PVC) külső felülete fedi le, amely megakadályozza a vezető túlmelegedését, és elkülöníti az elektromos áram áthaladását kívülről.

réz

Az ipari és lakossági alkalmazásokban a leggyakrabban használt fém, mint elektromos vezető, tekintettel a vezetőképesség és az ár közötti egyensúlyra.

A réz alacsony és közepes méretű vezetékekben használható, egy vagy több vezetékkel, a vezető aktuális kapacitásától függően..

arany

Ez egy olyan anyag, amelyet a mikroprocesszorok és az integrált áramkörök elektronikus részegységei használnak. A gépjárművek akkumulátorcsatlakozóinak gyártására is használják, többek között.

Az arany vezetőképessége kb. 20% -kal kisebb, mint a hegesztett arany vezetőképessége. Ez azonban egy nagyon tartós anyag és ellenáll a korróziónak.

ezüst

A vezetőképessége 6,30 x 10⁷ S. M^-1 (9–10% -kal magasabb a hőkezelt réz vezetőképessége), a legmagasabb elektromos vezetőképességű fém.

Ez egy nagyon képlékeny és gömbölyű anyag, amelynek keménysége hasonló az arany vagy réz keménységéhez. Költsége azonban rendkívül magas, ezért használata nem olyan gyakori az iparágban.

referenciák

1. Elektromos vezető (s.f.). Ecured. Havanna, Kuba Lap forrása: ecured.cu
2. Elektromos vezetők (s.f.). A lap eredeti címe: aprendeelectricidad.weebly.com
3. Longo, J. (2009) Villamos vezetők. Visszanyerve: vivirhogar.republica.com
4. Martín, T és Serrano A. (s.f.). Vezetők az elektrosztatikus egyensúlyban. Madridi Műszaki Egyetem. Spanyolországban. Lap forrása: montes.upm.es
5. Pérez, J. és Gardey, A. (2016). Az elektromos vezető meghatározása. A lap eredeti címe: definicion.de
6. Az elektromos vezetékek tulajdonságai (s.f.). Lap forrása: neetescuela.org
7. Wikipédia, The Free Encyclopedia (2018). Elektromos vezetőképesség Lap forrása: en.wikipedia.org
8. Wikipédia, The Free Encyclopedia (2018). Elektromos vezető Lap forrása: en.wikipedia.org