De elektriska ledare eller ledande material De är de som har liten motståndskraft mot cirkulationen av elektrisk ström, med tanke på deras specifika egenskaper. De elektriska ledarnas atomstruktur underlättar rörelsen av elektroner genom dem, med vilken denna typ av element gynnar överföring av elektricitet..
Ledarna kan presenteras i olika former, en av dessa är materialet under specifika fysiska förhållanden, såsom metallstänger (stavar) som inte har gjorts för att ingå i elektriska kretsar. Trots att de inte ingår i en elektrisk montering bibehåller dessa material alltid sina ledande egenskaper.
Det finns också enpoliga eller multipolära elektriska ledare, som formellt används som anslutningselement för elektriska kretsar i bostads- och industriella miljöer. Denna typ av ledare kan bildas inuti av koppartrådar eller annan typ av metalliskt material täckt med en isolerande yta..
Dessutom, beroende på kretskonfiguration, kan ledare för bostadsapplikationer (tunn) eller kablar för underjordiska kranar i elektriska distributionssystem (tjocka) differentieras.
I denna artikel kommer vi att fokusera på egenskaperna hos ledande material i rent tillstånd; Dessutom vet vi vilka som är de mest använda ledande materialen idag och varför.
Artikelindex
Elektriska ledare kännetecknas av att de inte erbjuder mycket motstånd mot genomströmning av elektrisk ström, vilket bara är möjligt tack vare deras elektriska och fysiska egenskaper, vilket garanterar att cirkulationen av elektricitet genom ledaren inte inducerar deformation eller förstörelse av materialet. i fråga.
De huvudsakliga elektriska egenskaperna hos elektriska ledare är följande:
Elektriska ledare måste ha god elektrisk ledningsförmåga för att uppfylla sin funktion av att transportera elektrisk energi.
Internationella elektrotekniska kommissionen bestämde i mitten av 1913 att kopparns elektriska ledningsförmåga i dess rena tillstånd skulle kunna tjäna som referens för mätning och jämförelse av ledningsförmågan hos andra ledande material..
Den internationella standarden för glödgad koppar (Internationell glödgad kopparstandard, IACS för dess förkortning på engelska).
Den antagna referensen var ledningsförmågan hos en glödgad koppartråd med en meters längd och ett gram massa vid 20 ° C, vars värde är lika med 5,80 x 107 Eder-1. Detta värde kallas 100% elektrisk ledningsförmåga IACS, och det är riktmärket för att mäta konduktiviteten hos ledande material..
Ett ledande material betraktas som sådant om det har mer än 40% IACS. Material som har en konduktivitet som är större än 100% IACS betraktas som material med hög konduktivitet..
Atomstrukturen tillåter passage av elektrisk ström, eftersom atomer har få elektroner i sitt valensskal och i sin tur lossnar dessa elektroner från atomens kärna.
Den beskrivna konfigurationen innebär att en stor mängd energi inte behövs för att elektroner ska kunna röra sig från en atom till en annan, vilket underlättar elektronernas rörelse genom ledaren..
Dessa typer av elektroner kallas fria elektroner. Dess disposition och rörelsefrihet längs atomstrukturen är det som gör att cirkulationen av elektricitet genom ledaren främjar..
Ledarnas molekylära struktur består av ett nära sammansatt nätverk av kärnor, som förblir praktiskt taget orörligt på grund av sin sammanhållning.
Detta gör att rörelser av elektroner som är långt borta i molekylen främjar rörelsen, eftersom de rör sig fritt och reagerar på närheten av ett elektriskt fält..
Denna reaktion inducerar elektronernas rörelse i en specifik riktning, vilket ger upphov till cirkulationen av elektrisk ström som passerar genom det ledande materialet..
Genom att utsättas för en viss laddning når ledande material så småningom ett tillstånd av elektrostatisk jämvikt där laddningens rörelse inom materialet inte sker..
Positiva laddningar klumpar ihop sig i ena änden av materialet och negativa laddningar ackumuleras i motsatt ände. Förskjutningen av laddningar mot ledarens yta genererar närvaron av lika och motsatta elektriska fält inuti ledaren. Således är det totala inre elektriska fältet i materialet noll.
De elektriska ledarna måste vara formbara; de måste kunna deformeras utan att gå sönder.
Ledande material används ofta i hushålls- eller industriella applikationer, där de måste utsättas för bockning och bockning; därför är smidbarhet en extremt viktig egenskap.
Dessa material måste vara motståndskraftiga mot slitage, för att klara de mekaniska påfrestningarna som de vanligtvis utsätts för, i kombination med höga temperaturer på grund av strömcirkulationen..
När de används i bostäder, industriella applikationer eller som en del av det sammankopplade elsystemet måste ledarna alltid täckas av ett lämpligt isolerande lager.
Detta yttre skikt, även känt som en isolerande mantel, är nödvändig för att förhindra att den elektriska strömmen som strömmar genom ledaren kommer i kontakt med människor eller föremål runt den..
Det finns olika kategorier av elektriska ledare och i sin tur finns i varje kategori material eller media med högsta elektriska ledningsförmåga.
Av bästa kvalitet är de bästa elektriska ledarna fasta metaller, bland vilka koppar, guld, silver, aluminium, järn och vissa legeringar sticker ut..
Det finns emellertid andra typer av material eller lösningar som har goda elektriska ledningsegenskaper, såsom grafit eller saltlösning..
Beroende på hur elektrisk ledning utförs är det möjligt att skilja mellan tre typer av material eller ledande media, vilka beskrivs nedan:
Denna grupp består av fasta metaller och deras respektive legeringar..
Metallledare har sin höga konduktivitet till molnen av fria elektroner som gynnar cirkulationen av elektrisk ström genom dem. Metaller ger upp elektronerna i deras sista omloppsbana utan att investera större mängder energi, vilket gör att elektroner hoppar från en atom till en annan fördelaktig.
Å andra sidan kännetecknas legeringarna av hög resistivitet; det vill säga de uppvisar ett motstånd som är proportionellt mot ledarens längd och diameter.
De vanligaste legeringarna i elektriska installationer är mässing, en koppar-zinklegering; plåt, en legering av järn och tenn; kopparlegeringar; och kromnikkellegeringar.
Dessa är lösningar som består av fria joner, som hjälper jonisk klass elektrisk ledning.
De flesta av dessa typer av ledare finns i joniska lösningar, eftersom elektrolytiska ämnen måste genomgå partiell (eller total) dissociation för att bilda jonerna som kommer att vara laddningsbärare..
Elektrolytiska ledare baserar sin verksamhet på kemiska reaktioner och på förskjutning av materia, vilket underlättar rörelsen av elektroner genom cirkulationsvägen som möjliggörs av fria joner..
I denna kategori finns de gaser som tidigare har utsatts för en joniseringsprocess, vilket möjliggör ledning av elektricitet genom dem..
Själva luften fungerar som en ledare för elektricitet när den, när dielektrisk nedbrytning sker, fungerar som ett elektriskt ledande medium för bildning av blixtar och elektriska urladdningar..
Det används mycket i elektriska överföringssystem, eftersom det, trots att det har en 35% lägre ledningsförmåga jämfört med glödgad koppar, är vikten tre gånger lättare än den senare..
Högspänningsuttag täcks vanligtvis av en yttre yta av polyvinylklorid (PVC), vilket förhindrar att ledaren överhettas och isolerar genomströmningen av elektrisk ström från utsidan.
Det är den metall som används mest som en elektrisk ledare i industri- och bostadsapplikationer, med tanke på balansen mellan dess konduktivitet och pris..
Koppar kan användas i ledare med låg och medelstor mätning, med en eller flera ledningar, beroende på ledarens amperometriska kapacitet..
Det är ett material som används i elektroniska sammansättningar av mikroprocessorer och integrerade kretsar. Den används också för att tillverka batteripoler för fordon, bland andra applikationer..
Konduktiviteten för guld är cirka 20% mindre än konduktiviteten för glödgat guld. Det är dock ett mycket hållbart och korrosionsbeständigt material..
Med en ledningsförmåga på 6,30 x 107 Eder-1 (9-10% högre än konduktiviteten för glödgad koppar) är det metallen med den hittills högsta elektriska konduktiviteten.
Det är ett mycket formbart och duktilt material med en hårdhet som är jämförbar med guld eller koppar. Men dess kostnad är extremt hög, så dess användning är inte så vanligt i branschen.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.