ELEKTROMOS VEZETŐK: TÍPUSOK ÉS FŐ JELLEMZŐK - FIZIKAI - 2026

Az elektromos vezetők vagy vezető anyagok azok, amelyek sajátos tulajdonságuk miatt csekély ellenállásúak az elektromos áram áramlásához. Az elektromos vezetők atomi szerkezete megkönnyíti az elektronok áthaladását rajtuk keresztül, amellyel az ilyen típusú elem elősegíti a villamos energia továbbítását.

A vezetők különféle formában lehetnek bemutatva, ezek egyike az anyag meghatározott fizikai körülmények között, például fémrudak (rudak), amelyeket nem az elektromos áramkörök részeként gyártottak. Annak ellenére, hogy nem része elektromos szerelvénynek, ezek az anyagok mindig megtartják vezetőképességüket.

Vannak egypólusú vagy többpólusú elektromos vezetők is, amelyeket hivatalosan elektromos áramkörök összekötő elemeiként használnak lakó- és ipari környezetben. Az ilyen típusú vezetéket rézhuzalok vagy más típusú fémes anyagok alkotják, amelyek szigetelő felülettel vannak bevonva.

Ezenkívül az áramköri konfigurációtól függően megkülönböztethetők a háztartási vezetők (vékony) vagy az elektromos elosztórendszerek földalatti csapjainak kábelei (vastag).

E cikk alkalmazásában a vezető anyagok tiszta állapotú tulajdonságaira összpontosítunk; Ezen felül meg fogjuk tudni, hogy melyik vezetőképes anyagot használják manapság és miért.

jellemzők

Az elektromos vezetőkre jellemző, hogy nem nyújtanak nagy ellenállást az elektromos áram áthaladásukon keresztül, ami csak elektromos és fizikai tulajdonságaiknak köszönhetően lehetséges, amelyek garantálják, hogy az elektromos áram keringése a vezetőn keresztül ne okozzon deformációt vagy pusztulást. a kérdéses anyagból.

Elektromos jellemzők

Az elektromos vezetők főbb elektromos jellemzői a következők:

Jó vezetőképesség

Az elektromos vezetőknek jó elektromos vezetőképességgel kell rendelkezniük ahhoz, hogy az elektromos energiát szállítsák.

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

Így létrehozták a Nemzetközi lágyított rézstandardot (az IACS rövidítése angolul).

Az alkalmazott referencia egy méter hosszú és egy gramm tömegű izzított rézhuzal vezetőképessége 20 ° C-on, amelynek értéke 5,80 x ¹⁰⁷ Sm ^-1. Ezt az értéket 100% -os elektromos vezetőképességű IACS néven ismerték, és ez a referenciaérték a vezető anyagok vezetőképességének méréséhez.

A vezetőképes anyag akkor tekinthető ilyennek, ha az IACS-értéke több mint 40%. Azokat az anyagokat, amelyek vezetőképessége meghaladja a 100% IACS-t, nagy vezetőképességű anyagnak tekintik.

Az atomi szerkezet lehetővé teszi az áram átjutását

Az atomszerkezet lehetővé teszi az elektromos áram áthaladását, mivel az atomoknak kevés elektron van a valenciahéjában, és ezek viszont leválasztják az atommagját.

A leírt konfiguráció azt jelenti, hogy nincs szükség nagy mennyiségű energiára az elektronok mozgatásához az egyik atomból a másikba, megkönnyítve az elektronoknak a vezetőn keresztüli mozgását.

Az ilyen típusú elektronokat szabad elektronoknak nevezzük. Diszpozíciójuk és az atomszerkezeten belüli szabad mozgásuk vezet az elektromos áramnak a vezetőn keresztüli áramlásához.

Egyesült magok

A vezetők molekuláris szerkezete egy szorosan összefonódott magmaghálózatból áll, amely kohéziója miatt gyakorlatilag mozdulatlan marad.

Ez elősegíti, hogy a molekulán belül távol eső elektronok mozogjanak, mivel szabadon mozognak és reagálnak az elektromos mező közelségére.

Ez a reakció indukálja az elektronok meghatározott irányba történő mozgását, ezáltal lehetővé téve az elektromos áram keringését a vezető anyagon.

Elektrosztatikus egyensúly

Egy adott töltésnek kitéve a vezető anyagok végül elérték az elektrosztatikus egyensúlyt, amelyben a töltések az anyagon belül nem mozognak.

A pozitív töltések az anyag egyik végén agglomerálódnak, a negatív töltések pedig a másik végén halmozódnak fel. A töltéseknek a vezető felülete felé történő elmozdulása egyenlő és ellentétes elektromos mezők jelenlétét eredményezi a vezetőben. Így az anyag belső belső elektromos tere nulla.

Fizikai tulajdonságok

nyújtható

Az elektromos vezetőknek lehetnek alakíthatóak; vagyis képesnek kell lennie arra, hogy deformálódjon törés nélkül.

A vezetőképes anyagokat gyakran használják háztartási vagy ipari alkalmazásokban, amelyek során hajlításnak és hajlításnak kell alávetni őket; ezért az alakíthatóság rendkívül fontos jellemző.

Ellenálló

Ezeknek az anyagoknak kopásállónak kell lenniük, hogy ellenálljanak a mechanikai igénybevételnek, amelyre általában ki vannak téve, az áram keringése miatt magas hőmérsékleten.

Szigetelő réteg

Ha háztartási vagy ipari célokra használják, vagy az összekapcsolt villamosenergia-ellátó rendszer részeként, a vezetékeket mindig megfelelő szigetelőréteggel kell borítani.

Ez a külső réteg, más néven szigetelő burkolat, szükséges annak megakadályozására, hogy a vezetéken átáramló elektromos áram érintkezésbe kerüljön emberekkel vagy körülötte lévő tárgyakkal.

Az elektromos vezetők típusai

Különböző kategóriájú elektromos vezetők vannak, és viszont mindegyik kategóriában vannak a legnagyobb elektromos vezetőképességű anyagok vagy közegek.

Kiválóság szerint a legjobb elektromos vezetők a szilárd fémek, amelyek közül kiemelkedik a réz, az arany, az ezüst, az alumínium, a vas és néhány ötvözet.

Vannak más típusú anyagok vagy oldatok is, amelyek jó elektromos vezető tulajdonságokkal rendelkeznek, például grafit vagy sóoldat.

Az elektromos vezetés végrehajtásának módjától függően háromféle anyagot vagy vezető anyagot különböztethetünk meg, amelyeket alább részletezünk:

Fémvezetők

Ez a csoport szilárd fémekből és azok ötvözeteiből áll.

A fémvezetők nagy vezetőképességükkel a szabad elektronok felhőinek köszönhetők, amelyek elősegítik az elektromos áram keringését ezeken keresztül. A fémek feladják az atomjaik utolsó pályáján található elektronokat anélkül, hogy nagyobb mennyiségű energiát fektetnének be, ami az elektronok egyik atomról a másikra való ugrását megkönnyíti.

Másrészt az ötvözetek nagy ellenállásúak; vagyis ellenállást mutatnak, amely arányos a vezető hosszával és átmérőjével.

Az elektromos berendezésekben leggyakrabban használt ötvözetek a réz, a réz-cink ötvözet; ónlemez, vas és ón ötvözete; réz-nikkel ötvözetek; és króm-nikkel ötvözetek.

Elektrolitikus vezetők

Ezek olyan szabad ionokból álló megoldások, amelyek elősegítik az ionosztály elektromos vezetőképességét.

Az ilyen típusú vezetők többsége ionos oldatokban van jelen, mivel az elektrolitikus anyagoknak részleges (vagy teljes) disszociáción kell átesniük ahhoz, hogy ionokat képezzenek, amelyek hordozzák.

Az elektrolitvezetők működését a kémiai reakciókon és az anyag elmozdulásán alapszik, amely megkönnyíti az elektronok mozgását a szabad ionok által biztosított keringési úton.

Gázvezetékek

Ebbe a kategóriába tartoznak azok a gázok, amelyeket korábban ionizációs folyamatnak vettek alá, amelyek lehetővé teszik a villamos áram átvezetését ezeken keresztül.

Maga a levegő áramvezetőként működik, amikor dielektromos meghibásodás esetén vezető közegként szolgál villámlás és elektromos kisülés kialakulásához.

Példák vezetőkre

Alumínium

Nagyon nagy hatékonysággal alkalmazzák a felső villamosenergia-átviteli rendszerekben, mivel annak ellenére, hogy 35% -kal alacsonyabb vezetőképességgel rendelkezik a lágyított rézhez képest, súlya háromszor könnyebb, mint az utóbbinál.

A nagyfeszültségű aljzatokat általában egy poli (vinil-klorid) (PVC) külső felület borítja, amely megakadályozza a vezető túlmelegedését és elkülöníti az elektromos áram áthaladását kívülről.

Réz

Ez az a fém, amelyet az ipari és lakóépületekben leginkább elektromos vezetőként használnak, figyelembe véve a vezetőképesség és az ár közötti egyensúlyt.

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

Arany

Ez egy anyag, amelyet a mikroprocesszorok és az integrált áramkörök elektronikus részegységeiben használnak. Ezenkívül járművekhez használt akkumulátor-terminálok gyártására is felhasználják, többek között a felhasználásra.

Az arany vezetőképessége körülbelül 20% -kal kisebb, mint a lágyított arany vezetőképessége. Ez azonban egy nagyon tartós és korrózióálló anyag.

Ezüst

Vezetőképességű 6,30 x 10 ⁷ Sm ^-1 (9-10% -kal magasabb, mint a vezetőképessége lágyított réz), ez a fém a legmagasabb elektromos vezetőképesség ismert.

Nagyon alakítható és elasztikus anyag, keménysége hasonló az arany vagy a réz keménységéhez. Ennek költsége azonban rendkívül magas, ezért használata nem olyan gyakori az iparban.

Irodalom

1. Elektromos vezető (sf). Ecured. Havanna Kuba. Helyreállítva: ecured.cu
2. Elektromos vezetők (sf). Helyreállítva: aprendeelectricidad.weebly.com
3. Longo, J. (2009) Villamos vezetők. Helyreállítva: vivehogar.republica.com
4. Martín, T. és Serrano A. (második). Vezetők elektrosztatikus egyensúlyban. Madridi Politechnikai Egyetem. Spanyolország. Helyreállítva: montes.upm.es
5. Pérez, J. és Gardey, A. (2016). Az elektromos vezető meghatározása. Helyreállítva: definicion.de
6. Az elektromos vezetők tulajdonságai (sf). Helyreállítva: neetescuela.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektromos vezetőképesség. Helyreállítva: es.wikipedia.org
8. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Elektromos vezető. Helyreállítva: es.wikipedia.org