ELEKTROS LAIDININKAI: TIPAI IR PAGRINDINĖS CHARAKTERISTIKOS - FIZINIS - 2025

Kad elektros laidininkai arba laidžios medžiagos yra tie, kurie turi mažai atsparumą elektros srovė, atsižvelgiant į jo konkrečias savybes. Elektros laidininkų atominė struktūra palengvina elektronų judėjimą per juos, su kuriais šis elemento tipas palaiko elektros energijos perdavimą.

Laidininkai gali būti įvairių formų, vienas iš jų yra medžiaga tam tikromis fizinėmis sąlygomis, pavyzdžiui, metaliniai strypai (strypai), kurie nebuvo pagaminti kaip elektros grandinių dalis. Nepaisant to, kad šios medžiagos nėra elektros mazgo dalis, šios medžiagos visada išlaiko savo laidumo savybes.

Taip pat yra vienpolių ar daugiapolių elektros laidininkų, kurie oficialiai naudojami kaip jungiamieji elementai elektros grandinėms gyvenamosiose ir pramoninėse vietose. Šio tipo laidininką gali sudaryti variniai laidai arba kitos rūšies metalinės medžiagos, padengtos izoliaciniu paviršiumi.

Be to, atsižvelgiant į grandinės konfigūraciją, gali būti diferencijuojami laidininkai gyventojams (ploni) arba kabeliai požeminiams čiaupams elektros paskirstymo sistemose (stori).

Šio straipsnio tikslais mes sutelksime dėmesį į grynų laidžių medžiagų savybes; Be to, mes žinosime, kurios šiandien yra labiausiai naudojamos laidžiosios medžiagos ir kodėl.

charakteristikos

Elektros laidininkai pasižymi tuo, kad nepasižymi dideliu pasipriešinimu elektros srovės praleidimui pro juos, o tai įmanoma tik dėl jų elektrinių ir fizinių savybių, kurios garantuoja, kad elektros cirkuliacija per laidininką nesukelia deformacijų ar sunaikinimo. nagrinėjamos medžiagos.

Elektrinės charakteristikos

Pagrindinės elektros laidininkų charakteristikos yra šios:

Geras laidumas

Elektros laidininkų elektros laidumas turi būti geras.

Tarptautinė elektrotechnikos komisija 1913 m. Viduryje nustatė, kad gryno vario elektrinis laidumas gali būti naudojamas kaip atskaitos taškas matuojant ir lyginant kitų laidžių medžiagų laidumą.

Taigi buvo įsteigtas Tarptautinis atkaitinto vario standartas (IACS, kurio akronimas yra angliškas).

Taikytas etalonas buvo vieno metro ilgio atkaitintos varinės vielos, tenkančios 20 ° C, laidumas, kurio vertė lygi 5,80 x 10 ⁷ Sm ^-1 . Ši vertė yra žinoma kaip 100% IAKS elektros laidumas, ir tai yra etalonas laidžių medžiagų laidumui matuoti.

Laidžioji medžiaga laikoma tokia, jei joje yra daugiau kaip 40% IAKS. Medžiagos, kurių laidumas didesnis nei 100% IACS, laikomos didelio laidumo medžiagomis.

Atominė struktūra leidžia praeiti srovei

Atominė struktūra leidžia praeiti elektros srovei, nes atomų valentiniame apvalkale yra nedaug elektronų ir, savo ruožtu, šie elektronai yra atskirti nuo atomo branduolio.

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

Šios elektronų rūšys vadinamos laisvaisiais elektronais. Jų dispozicija ir judėjimo laisvė visoje atominėje struktūroje yra tai, kas skatina elektros cirkuliaciją per laidininką.

Jungtiniai branduoliai

Laidininkų molekulinę struktūrą sudaro sandariai sujungtas branduolių tinklas, kuris dėl savo sanglaudos išlieka praktiškai nejudrus.

Tai daro tolimą molekulio viduje esančių elektronų judėjimą palankiu, nes jie juda laisvai ir reaguoja į elektrinio lauko artumą.

Ši reakcija skatina elektronų judėjimą tam tikra kryptimi ir taip leidžia cirkuliuoti elektros srovei per laidžią medžiagą.

Elektrostatinė pusiausvyra

Veikiamos tam tikro krūvio, laidžios medžiagos ilgainiui pasiekia elektrostatinės pusiausvyros būseną, kurioje krūviai nejuda medžiagoje.

Teigiami krūviai kaupiasi viename medžiagos gale, o neigiami krūviai kaupiasi kitame gale. Krūvių pasislinkimas laidininko paviršiaus atžvilgiu sukuria lygius ir priešingus elektrinius laukus laidininko viduje. Taigi, bendras vidinis elektrinis laukas medžiagoje yra lygus nuliui.

Fizinės savybės

Kaliojo

Elektros laidininkai turi būti kaltiniai; y., jie turi sugebėti deformuotis nesulaužant.

Laidžiosios medžiagos dažnai naudojamos buityje ar pramonėje, kai jos turi būti sulenktos ir sulenktos; todėl lankstumas yra nepaprastai svarbi savybė.

Atsparus

Šios medžiagos turi būti atsparios dilimui, atlaikyti mechaninio įtempio sąlygas, kurias jos paprastai patiria, kartu su aukšta temperatūra dėl srovės cirkuliacijos.

Izoliacinis sluoksnis

Kai laidininkai naudojami gyvenamosiose ar pramoninėse reikmėse arba kaip sujungtos elektros energijos tiekimo sistemos dalis, laidininkai visada turi būti padengti tinkamu izoliaciniu sluoksniu.

Šis išorinis sluoksnis, dar žinomas kaip izoliacinė danga, yra reikalingas tam, kad per laidininką tekanti elektros srovė nepatektų į žmones ar daiktus aplink jį.

Elektros laidininkų tipai

Yra skirtingos kategorijos elektros laidininkai ir, savo ruožtu, kiekvienoje kategorijoje yra medžiagos ar laikmenos, turinčios didžiausią elektros laidumą.

Pagal kompetenciją geriausi elektros laidininkai yra kieti metalai, tarp kurių išsiskiria varis, auksas, sidabras, aliuminis, geležis ir kai kurie lydiniai.

Tačiau yra ir kitų rūšių medžiagų ar tirpalų, pasižyminčių geromis elektrinio laidumo savybėmis, pavyzdžiui, grafito ar druskos tirpalai.

Atsižvelgiant į tai, kaip atliekamas elektros laidumas, galima atskirti trijų tipų medžiagas ar laidžias terpę, kurios išsamiai aprašytos toliau:

Metalo laidininkai

Šią grupę sudaro kietieji metalai ir jų atitinkami lydiniai.

Metalų laidininkai dėl savo didelio laidumo skolingi laisvųjų elektronų debesims, kurie palaiko elektros srovės cirkuliaciją per juos. Metalai atsisako elektronų, esančių paskutinėje savo atomų orbitoje, neinvestuodami didesnio energijos kiekio, todėl elektronų perėjimas iš vieno atomo į kitą yra palankus.

Kita vertus, lydiniai pasižymi dideliu atsparumu; tai yra, jie turi varžą, proporcingą laidininko ilgiui ir skersmeniui.

Elektros instaliacijose dažniausiai naudojami lydiniai yra žalvaris, vario ir cinko lydinys; alavo plokštė, geležies ir alavo lydinys; vario nikelio lydiniai; ir chromo nikelio lydiniai.

Elektrolitiniai laidininkai

Tai yra sprendimai, sudaryti iš laisvųjų jonų, kurie padeda jonų klasės elektriniam laidumui.

Dauguma šių laidininkų tipų yra joniniuose tirpaluose, nes elektrolitinės medžiagos turi būti dalinai (arba visiškai) disociuojamos, kad susidarytų jonai, kurie bus įkrovos nešėjai.

Elektrolitiniai laidininkai savo veikimą grindžia cheminėmis reakcijomis ir materijos poslinkiu, o tai palengvina elektronų judėjimą cirkuliacijos keliu, įgalinamu laisvųjų jonų.

Dujiniai laidininkai

Šiai kategorijai priskiriamos dujos, kurios anksčiau buvo jonizuotos, leidžiančios per jas praleisti elektrą.

Pats oras veikia kaip elektros laidininkas, kai nutrūkus dielektrikui, jis tarnauja kaip laidi terpė susidaryti žaibui ir elektros iškrovai.

Laidininkų pavyzdžiai

Aliuminis

Jis labai naudojamas antžeminėse elektros perdavimo sistemose, nes, nepaisant to, kad, palyginti su atkaitinto vario, laidumas yra 35% mažesnis, jo svoris yra tris kartus lengvesnis nei pastarojo.

Aukštos įtampos lizdai paprastai yra padengti išoriniu polivinilchlorido (PVC) paviršiumi, kuris neleidžia laidininkui perkaisti ir izoliuoja elektros srovės praėjimą iš išorės.

Varis

Atsižvelgiant į pusiausvyrą tarp jo laidumo ir kainos, jis yra metalas, dažniausiai naudojamas kaip elektros laidininkas pramonėje ir buityje.

Varis gali būti naudojamas žemo ir vidutinio ilgio laidininkuose, turinčiuose vieną ar kelis laidus, atsižvelgiant į laidininko amperometrinę talpą.

Auksas

Tai medžiaga, naudojama elektroniniuose mikroprocesorių ir integrinių grandynų rinkiniuose. Be to, jis naudojamas gaminant transporto priemonių akumuliatorių gnybtus.

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

sidabras

Su 6.30 x 10 laidumo ⁷ Sm ^-1 (9-10% didesnis nei grūdintos vario laidumo), ji yra metalo su aukščiausio elektrinio laidumo žinomas iki šiol.

Tai labai kalta ir kalioji medžiaga, kurios kietumas yra panašus į aukso ar vario kietumą. Tačiau jo kaina yra nepaprastai didelė, todėl pramonėje jis nėra naudojamas taip dažnai.

Nuorodos

1. Elektros laidininkas (sf). Išgydytas. Havana Kuba. Atkurta iš: ecured.cu
2. Elektros laidininkai (sf). Atkurta iš: aprendeelectricidad.weebly.com
3. Longo, J. (2009) Elektros laidininkai. Atkurta iš: vivehogar.republica.com
4. Martinas, T ir Serrano A. (antrasis). Elektrostatinės pusiausvyros laidininkai. Madrido politechnikos universitetas. Ispanija. Atkurta iš: montes.upm.es
5. Pérez, J., ir Gardey, A. (2016). Elektros laidininko apibrėžimas. Atkurta iš: definicion.de
6. Elektros laidininkų savybės (sf). Atkurta iš: neetescuela.org
7. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2018). Elektros laidumas. Atkurta iš: es.wikipedia.org
8. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2018). Elektros laidininkas. Atkurta iš: es.wikipedia.org