Elektriske ledere Typer og hovedegenskaber

den elektriske ledere eller ledende materialer er dem, der har ringe modstand mod cirkulationen af ​​elektrisk strøm, givet deres specifikke egenskaber. Den elektriske leders atomare struktur letter elektronernes bevægelse gennem dem, hvormed denne type elementer favoriserer transmissionen af ​​elektricitet.

Dirigenterne kan forekomme i forskellige former, hvoraf en er materialet i specifikke fysiske forhold, som stænger af metal (rebar), som ikke er udarbejdet til at omfatte elektriske kredsløb. På trods af at de ikke er en del af en elektrisk enhed, holder disse materialer altid deres drivegenskaber.

Der er også unipolære eller multipolære elektriske ledere, som formelt anvendes som forbindelseselementer af elektriske kredsløb i boligområder og industriområder. Denne type leder kan dannes indeni af kobbertråde eller en anden type metallisk materiale, dækket af en isolerende overflade.

Desuden kan ledere afhængigt af kredsløbskonfigurationen differentieres til boligapplikationer (tynde) eller kabler til underjordiske stikkontakter i elektriske distributionssystemer (tykke).

I denne artikel vil vi fokusere på egenskaberne ved ledende materialer i deres rene tilstand; Derudover vil vi vide, hvad er de mest almindeligt anvendte ledende materialer og hvorfor.

indeks

• 1 kendetegn
  • 1.1 Elektriske egenskaber
  • 1.2 Fysiske egenskaber
• 2 Typer af elektriske ledere
  • 2.1 metalledere
  • 2.2 Elektrolytledere
  • 2.3 Gasledere
• 3 Eksempler på drivere
  • 3.1 Aluminium
  • 3.2 Kobber
  • 3,3 guld
  • 3,4 sølv
• 4 referencer

funktioner

De elektriske ledere er kendetegnet ved, at de ikke giver meget modstand mod strømmen gennem dem, hvilket kun er muligt takket være dets elektriske og fysiske egenskaber, hvilket sikrer, at leders cirkulation af elektricitet ikke fremkalder deformation eller ødelæggelse af det pågældende materiale.

Elektriske egenskaber

De elektriske leders vigtigste elektriske egenskaber er følgende:

God ledningsevne

De elektriske ledere skal have en god elektrisk ledningsevne for at opfylde deres elektriske krafttransport.

Den Internationale Elektrotekniske Kommission fastslog i midten af ​​1913, at den elektriske ledningsevne af rent kobber kunne tjene som reference til måling og sammenligning af ledningsevnen af ​​andre ledende materialer.

Således blev International Standard for Annealing Copper etableret (International Annealed Copper Standard, IACS for dens akronym på engelsk).

Den vedtagne reference var ledningsevnen af ​​en glødet kobbertråd på en meter lang og et gram masse ved 20 ° C, hvis værdi er lig med 5,80 x 10⁷ S. M^-1. Denne værdi er kendt som 100% IACS elektrisk ledningsevne og er referencepunktet til måling af ledningsevne af ledende materialer.

Et ledende materiale betragtes som sådan, hvis det har mere end 40% IACS. Materialer med en konduktivitet større end 100% IACS betragtes som materialer med høj ledningsevne.

Atomstruktur muliggør passage af strømmen

Atomstrukturen tillader passage af elektrisk strøm, da atomer har få elektroner i deres valensskal og i sin tur løsnes disse elektroner fra atomets kernen.

Den beskrevne konfiguration indebærer, at det ikke kræver en stor mængde energi for elektroner at flytte fra et atom til det andet, hvilket letter bevægelsen af ​​elektroner gennem lederen.

Denne type elektroner kaldes fri elektroner. Dets disposition og bevægelsesfrihed langs den atomiske struktur er, hvad der letter strømforsyningen gennem føreren.

Forenede kerner

Ledernes molekylære struktur består af et tæt knit netværk af kerner, som forbliver praktisk talt immobile på grund af dets samhørighed.

Dette gør bevægelsen af ​​elektroner, der er langt væk inden for molekylet tilegnet, da de bevæger sig frit og reagerer på nærheden af ​​et elektrisk felt. 

Denne reaktion inducerer bevægelsen af ​​elektroner i en bestemt retning, hvilket giver anledning til cirkulation af elektrisk strøm gennem det ledende materiale.

Elektrostatisk balance

Når de ledende materialer underkastes en bestemt belastning, når de til sidst en tilstand af elektrostatisk ligevægt, hvor der ikke er nogen bevægelse af ladninger inde i materialet.

Positive ladninger agglomerat i den ene ende af materialet, og negative ladninger akkumulerer i den modsatte ende. Forskydningen af ​​ladningerne mod lederens overflade genererer tilstedeværelsen af ​​lige og modsatte elektriske felter i det indre af lederen. Således er det samlede indre elektriske felt inden i materialet nul.

Fysiske egenskaber

formbart

De elektriske ledere skal kunne formes det vil sige, de skal kunne deformere uden at bryde.

De ledende materialer anvendes sædvanligvis til indenlandske eller industrielle anvendelser, hvor de skal udsættes for bøjninger og bøjninger; for dette er malleability et yderst vigtigt træk.

resistente

Disse materialer skal være modstandsdygtige over for slid, for at kunne modstå de mekaniske belastninger, som de normalt udsættes for, sammen med de forhøjede temperaturer som følge af strømmenes omsætning.

Isoleringslag

Ved anvendelse i bolig-, industriel anvendelse eller som led i det sammenkoblede strømforsyningssystem skal ledere altid være dækket af et passende isolerende lag.

Dette ydre lag, også kendt som en isolerende jakke, er nødvendig for at forhindre den elektriske strøm, der strømmer gennem lederen, i at være i kontakt med mennesker eller genstande omkring den..

Typer af elektriske ledere

Der er forskellige kategorier af elektriske ledere, og i hver kategori er materialerne eller medierne med den højeste elektriske ledningsevne.

For fremragende er de bedste elektriske ledere faste metaller, blandt hvilke kobber, guld, sølv, aluminium, jern og nogle legeringer skiller sig ud..

Der er dog andre typer materialer eller løsninger, der har gode elektriske ledningsegenskaber, såsom grafit- eller saltopløsninger.

Afhængigt af den måde, hvorpå den elektriske ledning udføres, er det muligt at differentiere tre typer materialer eller ledende midler, som er detaljeret nedenfor:

Metal ledere

Denne gruppe består af faste metaller og deres respektive legeringer.

De metalliske ledere skylder deres høje ledningsevne til skyerne af fri elektroner, der favoriserer strømmen af ​​elektrisk strøm gennem dem. Metallerne giver elektronerne placeret i deres atomers sidste kredsløb uden at investere større mængder energi, hvilket gør elektronernes spring fra et atom til et andet.

På den anden side er legeringerne kendetegnet ved at have en høj resistivitet; det vil sige, de har en modstand proportional med lederens længde og diameter.

De mest anvendte legeringer i elektriske installationer er messing, en legering af kobber og zink; Tinplate, en legering af jern og tin; kobber og nikkel legeringer; og krom- og nikkellegeringer.

Elektrolytledere

Det drejer sig om løsninger, der består af frie ioner, som hjælper ionledningsklassens elektriske ledning.

For det meste er disse typer af ledere til stede i ioniske opløsninger, da de elektrolytiske stoffer skal undergå partielle (eller totale) dissociationer for at danne de ioner, der vil være bærere af ladning.

De elektrolytiske ledere baserer deres funktion på kemiske reaktioner og forskydning af materiale, hvilket letter bevægelsen af ​​elektroner gennem cirkulationsvejen aktiveret af frie ioner.

Gasledere

I denne kategori er de gasser, der tidligere har været underkastet en ioniseringsproces, som muliggør ledning af elektricitet gennem disse.

Selve luften virker som en ledere af elektricitet, når den, når den dielektriske nedbrydning forekommer, tjener som et elektrisk ledende medium til dannelse af lyn og elektrisk stød..

Eksempler på drivere

aluminium

Det er meget brugt i overhead elektriske transmissionssystemer, fordi dens vægt er tre gange lettere end den sidstnævnte, selv om den har en 35% lavere konduktivitet sammenlignet med glødet kobber..

Højspændingsudtagene dækkes normalt af en ydre overflade af polyvinylchlorid (PVC), som forhindrer overophedning af lederen og isolerer passagen af ​​elektrisk strøm udefra.

kobber

Det er det mest almindeligt anvendte metal som elektrisk ledning i industrielle og boligejendomme, idet balancen mellem dets ledningsevne og prisen er.

Kobber kan anvendes i små og mellemstore ledere med en eller flere ledninger afhængigt af lederens nuværende kapacitet..

guld

Det er et materiale, der anvendes i elektroniske samlinger af mikroprocessorer og integrerede kredsløb. Det bruges også til fremstilling af batteriklemmer til køretøjer, blandt andet applikationer.

Guldets ledningsevne er ca. 20% mindre end ledningsevnen af ​​det udglødede guld. Det er dog et meget slidstærkt materiale og korrosionsbestandigt.

sølv

Med en ledningsevne på 6,30 x 10⁷ S. M^-1 (9-10% højere end ledningsevnen af ​​glødet kobber) er metallet med den højeste elektriske ledningsevne, der indtil nu er kendt.

Det er et meget formbart og duktilt materiale med en hårdhed, der kan sammenlignes med guld eller kobber. Men prisen er ekstremt høj, så brugen er ikke så almindelig i branchen.

referencer

1. Elektrisk leder (s.f.). Ecured. Havana, Cuba Hentet fra: ecured.cu
2. Elektriske ledere (s.f.). Hentet fra: aprendeelectricidad.weebly.com
3. Longo, J. (2009) Elektricitetsledere. Gendannet fra: vivirhogar.republica.com
4. Martín, T og Serrano A. (s.f.). Ledere i elektrostatisk ligevægt. Polytechnic University of Madrid. Spanien. Hentet fra: montes.upm.es
5. Pérez, J. og Gardey, A. (2016). Definition af elektrisk leder. Hentet fra: definicion.de
6. Egenskaber for elektriske ledere (s.f.). Hentet fra: neetescuela.org
7. Wikipedia, Den Frie Encyklopædi (2018). Elektrisk ledningsevne Hentet fra: en.wikipedia.org
8. Wikipedia, Den Frie Encyklopædi (2018). Elektrisk leder Hentet fra: en.wikipedia.org