Konduktor elektrik

Apa itu pemandu elektrik?

The konduktor elektrik atau bahan konduktor Mereka adalah mereka yang mempunyai sedikit ketahanan terhadap peredaran arus elektrik, memandangkan sifat khusus mereka. Struktur atom konduktor elektrik memudahkan pergerakan elektron melalui ini, yang mana unsur -unsur jenis ini memihak kepada penghantaran elektrik.

Pemandu boleh berlaku dalam pelbagai cara, salah satu daripadanya adalah bahan dalam keadaan fizikal tertentu, seperti bar logam (cabillas) yang belum dibuat sebagai sebahagian daripada litar elektrik. Walaupun tidak menjadi sebahagian daripada perhimpunan elektrik, bahan -bahan ini sentiasa mengekalkan sifat memandu mereka.

Terdapat juga konduktor elektrik unipolar atau multipolar, yang secara rasmi digunakan sebagai penyambung litar elektrik di kawasan kediaman dan perindustrian. Jenis konduktor ini boleh terdiri daripada benang tembaga atau bahan logam lain, ditutup dengan permukaan penebat.

Ciri -ciri konduktor elektrik

Konduktor elektrik dicirikan dengan tidak menawarkan banyak ketahanan terhadap laluan arus elektrik melalui ini. Ini hanya mungkin terima kasih kepada sifat elektrik dan fizikalnya, yang menjamin bahawa peredaran elektrik oleh pemandu tidak mendorong ubah bentuk atau pemusnahan bahan yang dipersoalkan.

Ciri -ciri elektrik

Ciri -ciri elektrik utama konduktor elektrik adalah seperti berikut:

Kekonduksian yang baik

Konduktor elektrik mesti mempunyai kekonduksian elektrik yang baik untuk memenuhi fungsi pengangkutan kuasa elektrik mereka.

Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa ditentukan pada pertengahan tahun -1913 bahawa kekonduksian elektrik tembaga dalam bentuk yang paling murni dapat berfungsi sebagai rujukan untuk mengukur dan membandingkan kekonduksian bahan konduktif lain.

Oleh itu, standard tembaga antarabangsa telah ditubuhkan (Standard tembaga annealed antarabangsa, IACs).

Rujukan yang diterima pakai adalah kekonduksian benang tembaga satu meter panjang, dan gram jisim pada 20 ° C, yang nilainya sama dengan 5.80 x 10⁷ S.m^-1. Nilai ini dikenali sebagai 100 % Kekonduksian Elektrik IACS, dan merupakan titik rujukan untuk mengukur kekonduksian bahan konduktif.

Bahan konduktif dianggap seperti itu jika ia mempunyai lebih daripada 40 % IAC. Bahan yang mempunyai kekonduksian lebih daripada 100 % IACs dianggap bahan kekonduksian yang tinggi.

Boleh melayani anda: kelajuan serta -merta: definisi, formula, pengiraan dan latihan

Struktur atom membolehkan laluan arus

Struktur atom membolehkan laluan arus elektrik, kerana atom mempunyai beberapa elektron dalam lapisan valensi mereka dan, seterusnya, elektron -elektron ini terpisah dari nukleus atom.

Konfigurasi yang diterangkan menunjukkan bahawa sejumlah besar tenaga tidak diperlukan supaya elektron bergerak dari satu atom ke yang lain, memudahkan pergerakan elektron melalui pemandu.

Jenis elektron ini dipanggil elektron percuma. Pelupusan dan kebebasan pergerakannya sepanjang struktur atom adalah yang membawa kepada peredaran elektrik melalui pemandu.

United Nuclei

Struktur molekul konduktor terdiri daripada rangkaian nukleus yang sangat bersatu, yang tetap hampir tidak bergerak kerana perpaduannya.

Ini membawa kepada pergerakan elektron yang jauh di dalam molekul, kerana mereka menggerakkan dengan bebas dan bertindak balas terhadap jarak medan elektrik. 

Reaksi ini mendorong pergerakan elektron dalam arah tertentu, yang menimbulkan peredaran arus elektrik melalui bahan konduktif.

Keseimbangan elektrostatik

Tertakluk kepada beban tertentu, bahan konduktif akhirnya mencapai keadaan keseimbangan elektrostatik di mana pergerakan beban di dalam bahan tidak berlaku.

Beban positif adalah aglomerat pada satu hujung bahan dan beban negatif yang berkumpul di hujungnya. Pemindahan beban ke permukaan pemandu menghasilkan kehadiran medan elektrik yang sama dan bertentangan di dalam pemandu. Oleh itu, jumlah medan elektrik dalaman dalam bahan adalah sifar.

Ciri -ciri fizikal

Mudah dibentuk

Konduktor elektrik mesti dibentuk; iaitu, mereka mesti dapat ubah bentuk tanpa melanggar.

Bahan memandu biasanya digunakan dalam aplikasi domestik atau perindustrian, di mana mereka mesti tertakluk kepada kelengkungan dan lipatan; Oleh itu, kelembapan adalah ciri yang sangat penting.

Boleh melayani anda: amplitud modulasi

Tahan

Bahan -bahan ini harus tahan dipakai, untuk menyokong keadaan tekanan mekanikal yang biasanya ditundukkan, ditambah dengan suhu tinggi kerana peredaran semasa.

Lapisan penebat

Apabila digunakan dalam permohonan perindustrian, perindustrian atau sebagai sebahagian daripada sistem bekalan elektrik yang saling berkaitan, pemandu mesti selalu dilindungi oleh lapisan penebat yang mencukupi.

Lapisan luar ini, juga dikenali sebagai jaket penebat, adalah perlu untuk mengelakkan arus elektrik yang beredar melalui pemandu untuk bersentuhan dengan orang atau objek yang ada.

Jenis konduktor elektrik

Terdapat pelbagai kategori konduktor elektrik dan, pada gilirannya, dalam setiap kategori adalah bahan atau media kekonduksian elektrik yang lebih besar.

Kecemerlangan Par, konduktor elektrik terbaik adalah logam pepejal, antaranya tembaga, emas, perak, aluminium, besi dan beberapa aloi menonjol.

Walau bagaimanapun, terdapat jenis bahan atau penyelesaian lain yang mempunyai sifat pengaliran elektrik yang baik, seperti penyelesaian grafit atau garam.

Bergantung pada cara pengaliran elektrik dijalankan, ia boleh dibezakan untuk membezakan tiga jenis bahan atau cara konduktif, yang terperinci di bawah:

Konduktor logam

Kumpulan ini terdiri daripada logam pepejal dan aloi masing -masing.

Konduktor logam berhutang kekonduksian yang tinggi untuk awan elektron bebas yang memihak kepada peredaran arus elektrik melalui ini. Logam menghasilkan elektron yang terletak di orbit terakhir atom mereka tanpa melabur lebih banyak tenaga, yang membawa kepada lompatan elektron dari satu atom ke yang lain.

Sebaliknya, aloi dicirikan dengan mempunyai ketahanan yang tinggi; iaitu, mereka mempunyai rintangan berkadar dengan panjang dan diameter pemandu.

Aloi yang paling banyak digunakan dalam pemasangan elektrik adalah tembaga, aloi tembaga dan zink; Timah, aloi besi dan timah; aloi tembaga dan nikel; dan aloi krom dan nikel.

Konduktor elektrolitik

Ini adalah penyelesaian yang dibentuk oleh ion bebas, yang membantu pengaliran elektrik kelas ionik.

Untuk sebahagian besar, jenis konduktor ini terdapat dalam penyelesaian ionik, kerana bahan elektrolitik mesti menjalani penyisihan sebahagian (atau jumlah) untuk membentuk ion yang akan memuatkan pembawa.

Boleh melayani anda: belon aerostatik: sejarah, ciri, bahagian, bagaimana ia berfungsi

Konduktor elektrolitik mendasarkan operasi mereka terhadap tindak balas kimia dan anjakan bahan, yang memudahkan pergerakan elektron melalui laluan peredaran yang dibolehkan oleh ion bebas.

Konduktor gas

Dalam kategori ini adalah gas yang sebelum ini diserahkan kepada proses pengionan, yang membolehkan pengaliran elektrik melalui ini.

Udara itu sendiri berfungsi sebagai konduktor elektrik apabila, apabila pecah dielektrik berlaku, ia berfungsi sebagai konduktor elektrik untuk pembentukan sinar dan pelepasan elektrik.

Contoh pemandu

Aluminium

Ia sangat digunakan dalam sistem penghantaran elektrik udara, kerana walaupun mempunyai kekonduksian yang lebih rendah sebanyak 35 % berbanding dengan tembaga, beratnya tiga kali lebih ringan daripada yang terakhir daripada yang terakhir.

Tembakan voltan tinggi biasanya diliputi oleh permukaan luar polyvinyl chloride (PVC), yang menghalang pemanasan pemanasan dan mengasingkan laluan arus elektrik dari bahagian luar bahagian luar di luar.

Tembaga

Ia adalah logam yang paling banyak digunakan sebagai konduktor elektrik dalam aplikasi perindustrian dan kediaman, memandangkan baki yang dibentangkan antara kekonduksiannya dan harganya.

Tembaga boleh digunakan dalam pemacu berkaliber rendah dan sederhana, dengan satu atau lebih benang, bergantung kepada kapasiti amperimetrik pemandu.

Emas

Ia adalah bahan yang digunakan dalam montaj elektronik mikropemproses dan litar bersepadu. Ia juga digunakan untuk mengeluarkan terminal untuk bateri kenderaan, antara aplikasi lain.

Kekonduksian emas lebih kurang 20 % lebih rendah daripada kekonduksian emas anil. Walau bagaimanapun, ia adalah bahan tahan yang sangat tahan lama dan kakisan.

Perak

Dengan kekonduksian 6.30 x 10⁷ S.m^-1 (9-10 % lebih tinggi daripada kekonduksian tembaga anil), adalah logam dengan kekonduksian elektrik terbesar yang diketahui setakat ini.

Ia adalah bahan yang sangat mudah dibentuk dan mulur, dengan kekerasan yang setanding dengan emas atau tembaga. Walau bagaimanapun, kosnya sangat tinggi, jadi penggunaannya tidak begitu biasa dalam industri.