Šodien mēs parunāsim vadoši materiāli un to raksturojums. Tie ir tie materiāli, kuriem ir neliela pretestība elektriskās strāvas cirkulācijai īpašo īpašību dēļ, ar kurām tie tiek radīti. Viņiem ir atomu struktūra, kas padara tos par labiem elektrības vadītājiem, jo tas atvieglo elektronu kustību caur tiem. Šāda veida elementi dod priekšroku elektroenerģijas pārvadei, un, pateicoties šiem materiāliem, cilvēks ir daudz progresējis.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums jāzina par vadošajiem materiāliem un to īpašībām.
galvenās iezīmes
Šos vadošos materiālus var attēlot dažādās formās atkarībā no īpašajiem apstākļiem, kādos tie ir izveidoti. Piemēram, mēs atrodam, ka metāla stieņi, kas nav izgatavoti, ir daļa no elektriskajām ķēdēm. Neskatoties uz to, ka daudziem materiāliem nav elektrības montāžas, daudziem materiāliem ir elektrovadītspējas īpašības. Šāda veida Elektriski vadoši materiāli var izraisīt zināmu apdraudējumu un dažus negadījumus mājās.
Ir arī vienpolāri vai daudzpolāri elektrību vadoši materiāli. Tos formāli izmanto kā elektrisko ķēžu koriģējošos elementus. Šie materiāli tiek izmantoti gan rūpniecības jomā, gan lauka vai dzīvojamās telpās. To parasti veido vara stieples un cita veida metāla materiāli. Tas ir tas, kas ir atbildīgs par elektrības vadīšanu. Lai pasargātu sevi no iespējamām briesmām, tas ir pārklāts ar izolācijas materiālu. Turklāt atkarībā no elektriskās ķēdes konfigurācijas dažādus vadītājus var diferencēt rūpnieciski vai elektrības sadalei. Dzīvojamās mājas parasti ir smalkākas, un tās, kuras izmanto elektroenerģijas sadalei, ir biezākas. Tas ir atkarīgs arī no tā, cik daudz elektrības viņiem jāveic.
Vadošie materiāli
Mēs viens pēc otra norādīsim, kādi ir vadošo materiālu sastāvi un īpašības. Vadošos materiālus galvenokārt raksturo tas, ka tie nepiedāvā pretestību elektriskās strāvas šķērsošanai caur tiem. Šī elektrības pāreja ir iespējama, pateicoties elektriskajām un fizikālajām īpašībām. Vadošos materiālus veido tās īpašības, kas garantē elektrības apriti. Turklāt tas tiek panākts bez attiecīgā materiāla deformācijas vai iznīcināšanas. Apskatīsim, kādas ir īpašības, kas ļauj veikt elektrības vadīšanu:
Laba vadītspēja
Lai materiāls būtu labs vadītājs, tam jābūt labai elektrovadītspējai. 1913. gadā tika noteikts, ka vara tika izmantota kā atskaites vienība elektrovadītspējai. Varš tīrā stāvoklī ir tas, kas kalpo kā atsauce citu materiālu vadītspējas mērīšanai un salīdzināšanai.
Tādā veidā atsauci pieņem vadītspēja vara stieple ar metru garumu un masas gramu 20 grādu temperatūrā. Vērtība ir vienāda ar 5,80 x 107 Sm-1. Šī vērtība ir pazīstama kā 100% elektrovadītspēja IAKS, un tā ir vadošo materiālu vadītspējas mērīšanas etalons. No šīm vērtībām vadītspējīgu materiālu uzskata par tādu, ja tam ir vairāk nekā 40% IAKS. Materiāli, kuru vadītspēja pārsniedz 100% IAKS, tiek uzskatīti par materiāliem ar augstu vadītspēju.
Atomu struktūra
Lai materiālus varētu uzskatīt par vadītājiem, tiem jābūt atomu struktūrai, kas ļauj elektrībai iziet cauri. Atomu valences apvalkā ir maz elektronu. Mēs zinām, ka atomiem elektroni ir atdalīti no kodola. Tas nozīmē, ka elektronu pārvietošanās no viena atoma uz otru neprasa lielu enerģijas daudzumu. Ja nepieciešams liels enerģijas daudzums, to nevar uzskatīt par vadošu materiālu.
Vienoti kodoli
Vadošo materiālu molekulārā struktūra jāveido kodolu tīklam, kas ir savienoti kopā. Šī savienība paliek praktiski nekustīga, pateicoties savstarpējai kohēzijai. Pateicoties apvienoto kodolu situācijai, situācija tiek sagatavota tā, lai elektroni varētu brīvi pārvietoties un reaģēt uz elektriskā lauka tuvumu.
Vadošo materiālu fizikālās īpašības
Apskatīsim, kādas ir vadošo materiālu fiziskās īpašības:
- Kaļams: Tie ir materiāli, kuriem ir augsta kaļamības pakāpe. Tas nozīmē, ka viņi spēj veidoties, nesalūžot. Vadošajiem materiāliem, ko parasti izmanto mājsaimniecībās vai rūpniecībā, jābūt saliektiem un saliektiem, lai tos pareizi novietotu. Tāpēc kaļamība ir svarīga šo materiālu īpašība.
- Izturīgs: šiem materiāliem jābūt ar augstu nodilumizturību. Mums jāpatur prātā, ka tie tiks pakļauti augstam mehāniskās slodzes un augstas temperatūras apstākļiem. Un tas ir tas, ka daudzās elektriskās strāvas cirkulācijās tie paaugstina temperatūru.
- Izolācijas slānis: Lietojot dzīvojamām vai rūpnieciskām vajadzībām, lai izvairītos no briesmām, tie jāpārklāj ar izolācijas slāni. Ārējais slānis ir pazīstams arī kā izolācijas apvalks, un tas ir nepieciešams, lai izvairītos no elektriskās strāvas, kas var nonākt saskarē ar mums. Daudzas briesmas un nelaimes gadījumi, kas pastāv ar vadošiem materiāliem, rodas šī izolācijas slāņa atteices dēļ.
Vadošo materiālu veidi
Apskatīsim, kādi ir galvenie vadošo materiālu veidi, kas pastāv:
- Metāla vadītāji: ir tie, kurus veido cietie metāli un to attiecīgie sakausējumi. Viņiem ir augsta vadītspēja, ko veido elektroni, kas atrodas atomu pēdējā orbītā, neieguldot vairāk enerģijas. Tas nozīmē, ka elektroni var pāriet no viena atoma uz otru, patērējot maz enerģijas. Elektroinstalācijās visbiežāk tiek izmantoti misiņš, vara un cinka sakausējums; skārda plāksne, dzelzs un alvas sakausējums; vara niķeļa sakausējumi; un hroma niķeļa sakausējumi.
- Elektrolītiskie vadītāji: Šie ir daži risinājumi, kas sastāv no brīvajiem joniem.
- Gāzveida vadītāji: ir tie, kas ir pakļauti jonizācijas procesam. Pateicoties šim procesam, ar tiem var panākt elektrisko cirkulāciju. Gaiss var kļūt par elektrības vadītāju, piemēram, zibens laikā vētras laikā.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par vadošajiem materiāliem un to īpašībām.