- властивості міді
- Плюси використання електролітичної міді
- Мідь і її питомий опір
- Температурний коефіцієнт опору
- Електрична провідність твердих тіл
- Метод чотирьохточкові зонда для провідних твердих зразків
- Мідь і її питомий опір
- Чому дорівнює питомий опір?
- Уявний експеримент з мідною і алюмінієвим дротом
- Перевернуте опір догори ногами
Для кожного провідника існує поняття питомої опору. Ця величина складається з Омів, множимо на квадратний міліметр, далі, ділене на один метр. Іншими словами, це опір провідника, довжина якого становить 1 метр, а перетин - 1 мм2. Те ж саме являє собою і питомий опір міді - унікального металу, який отримав широке поширення в електротехніці та енергетиці.
Провідники складаються з матеріалів, які проводять електричний струм або потік електронів. Немагнітні метали зазвичай вважаються ідеальними провідниками електрики. В провідний і кабельної промисловості використовуються різні металеві провідники , Але найбільш поширеними є мідь і алюміній. Провідники мають різні властивості, такі як провідність, міцність на розтягнення, вага і вплив на навколишнє середовище.
Мідь - один з найстаріших відомих матеріалів. Його пластичність і електропровідність були використані ранніми експериментаторами з електрикою, такими як Бен Франклін і Майкл Фарадей. Мідь була провідником, використовуваним в винаходи, таких як телеграф, телефон і електродвигун.
властивості міді
Завдяки своїм властивостям цей метал одним з перших почав застосовуватися в області електрики. Перш за все, мідь є ковким і пластичним матеріалом з відмінними властивостями електропровідності. До сих пір в енергетиці немає рівноцінної заміни цьому провіднику.
Особливо цінуються властивості спеціальної електролітичної міді, що володіє високою чистотою. Цей матеріал дозволив випускати дроти з мінімальною товщиною в 10 мікрон.
За винятком срібла, мідь є найбільш поширеним проводять металом і стала міжнародним стандартом. На додаток до чудової провідності міді, метал має високу міцність на розтягнення, теплопровідність і теплове розширення.
Плюси використання електролітичної міді
Незважаючи на те, що мідь має довгу історію як матеріал для вибору, алюміній має певні переваги, які роблять його привабливим для конкретних застосувань. Алюміній має 61 відсоток провідності міді, але має тільки 30 відсотків ваги міді. Це означає, що голий провід з алюмінію важить в два рази менше, ніж голий провід з міді, який має таке ж електричний опір. Алюміній, як правило, дешевше в порівнянні з мідною жилою.
Крім високої електропровідності, мідь дуже добре піддається лужению і іншим видам обробки.
Мідь і її питомий опір
Будь-провідник чинить опір, якщо через нього пропустити електричний струм. Значення залежить від довжини провідника і його перетину, а також від дії певних температур. Тому, питомий опір провідників залежить не тільки від самого матеріалу, але і від його певної довжини і площі поперечного перерізу. Чим легше матеріал пропускає через себе заряд, тим нижче його опір. Для міді, показник питомої опору становить 0,0171 Ом х 1 мм 2/1 м і лише трохи поступається сріблу. Однак, використання срібла в промислових масштабах економічно невигідно, тому, мідь є кращим провідником, використовуваним в енергетиці.
Через низьку якість виготовлення при з'єднаннях і фізичних відмінностей між алюмінієм і міддю, високоомні з'єднання утворилися і стали пожежонебезпечними. У відповідь на це були розроблені алюмінієві сплави, що володіють властивостями повзучості і подовження, більш схожими на мідь.
Температурний коефіцієнт опору
Якщо алюміній використовується в додатку, де раніше використовувалася мідь, зазвичай досить використовувати алюмінієвий провідник на два розміри більше, ніж у міді. Нижче наведено порівняння між алюмінієм і міддю для одного і того ж додатка. Мідь набагато частіше використовується для складання дроту, ніж алюмінію. Майже всі електронні кабелі виготовлені з міді, а також інші продукти, які використовують високу провідність міді. Мідні провідники також широко використовуються в системах розподілу електроенергії, виробництва електроенергії та автомобілебудування.
Питомий опір міді пов'язане і з її високою провідністю. Ці величини прямо протилежні між собою. Властивості міді, як провідника, залежать і від температурного коефіцієнта опору. Особливо, це стосується опір, на яке впливає температура провідника.
Для економії ваги і витрат електротехнічні служби використовують алюміній для повітряних ліній електропередач. Алюміній також бачить використання там, де важливі його малопотужні властивості, такі як літаки і майбутні застосування в автомобілях. Для великих коаксіальних кабелів можна використовувати алюмінієвий дріт з мідним покриттям, щоб використовувати електропровідність міді, отримуючи економію ваги алюмінію.
З'єднувачі повинні бути розраховані на використання з алюмінієм. У додатках, де необхідно з'єднувати з'єднання, краща мідь або луджена мідь, так як алюміній важко припаяти. Метод чотирьохточкові зонда для провідних волокон. Стійкість стрижнів, стрижнів або інших зразків з постійним поперечним перерізом більшого розміру може бути визначена цим методом з однієї модифікацією.
Таким чином, завдяки своїм властивостям, мідь отримала широке поширення не тільки в якості провідника. Цей метал використовується в більшості приладів, пристроїв і агрегатів, функціонування яких пов'язано з електричним струмом.
Питомий опір міді це фізичне поняття зустрічає в електротехніці. Що ж це, запитаєте Ви.
Електрична провідність твердих тіл
Провідність розраховується за вимірюваним опору і розмірами зразка. Точність і зручність, з якими може вимірюватися опір, залежать від фактичного опору зразка. Тривалий тонкий зразок може знадобитися, якщо зразок є дуже хорошим електричним провідником. Електропровідність алюмінієвих сплавів варіює залежно від складу і микроструктурного стану. Провідність алюмінієвих сплавів використовується для кореляції з обсягом розчинених речовин, які залишаються в твердому розчині.
Отже почнемо з поняття - опір провідника, яке означає процес проходження через нього електрики. В даному випадку провідником буде служити мідь, а значить її властивості ми і будемо розглядати.
У всіх металах є конкретне будову у вигляді кристалічної решітки. На кожному з кутів цієї решітки є атоми, які періодично коливаються щодо вузлів. Коли атоми відштовхуються або притягуються один до одного, це впливає на знаходження і розташування всіх вузлів, у всіх металах по різному. Оточення атомів займають електрони, які здійснюють обертання по своїй oрбіте, утримуючись на ній завдяки равновeсію сил.
У композитах з металевою матрицею провідність є функцією микроструктурного стану матричного сплаву і обернено пропорційна обсягу волокон. Електричний опір можна виміряти безпосередньо за допомогою омметра, коли опір зразка становить більше одного ома, а контактний опір для зразка незначно. Бруківку схему або потенціометр слід використовувати, коли електричний опір неможливо виміряти безпосередньо. Провідність є зворотною величиною опору.
Метод чотирьохточкові зонда для провідних твердих зразків
Провідність також є зворотною величиною електроопору. Наша поточна настройка дозволяє вимірювати опір між 30 м? і 30 мкл. Електроопір провідних волокон і проводів малого діаметра можна визначити за допомогою чотирьохточкові зондового методу. Чотири мідні проводи розтягнуті поперек отвору тефлону, склеєні на місці, паралельно і з точно відомим поділом між двома внутрішніми проводами. Всі чотири дроти потім підключаються до окремих мідним клемним колодкам.
Для любителів справжнього морозива! Є цікава пропозиція, на сайті http://oceanpower.ru/category/id001/. Зайдіть і дізнайтеся про настільні фрізери для м'якого морозива і не тільки.
Як же реагує мідь, коли до неї може бути застосовано електріческоe поле. Усередині даного провідника все відірвані Електросили електрони, від своєї oрбіти, прагнуть до полюса зі знаком плюс. Даний рух і називається електричним струмом. Під час руху електрони зіштовхуються з атомами і іншими електронами, що не були відірвані від своїх oрбіт. При цьому зіткнулися електрони змінюють напрям і втрачається їх енергія. Це і є основне визначення опору провідника. Іншими словами це решітки атоми з електронами, що обертаються по своїх орбітах які і створюють опір зірваним з орбіт рухомим електродів провідника.
Мідь і її питомий опір
Два зовнішніх дроти підключені до джерела прецизійного струму, а два внутрішніх дроти використовуються для вимірювання падіння напруги. Пробовідбірне волокно або дріт прокладають через провідники і можуть бути вставлені на місце за допомогою провідної срібної фарби. Закон Ома дозволяє визначити опір.
Чому дорівнює питомий опір?
Щільність і питомий опір матеріалів називаються об'ємними властивостями: їх значення не залежить від розміру або форми конкретного зразка - тільки від самого матеріалу. Коли ми говоримо, що мідь є більш важким металом, ніж алюміній, ми порівнюємо їх щільності. Аналогічним чином, коли ми говоримо, що мідь є кращим провідником, ніж алюміній, ми порівнюємо їх питомий опір.
Однак опір залежить так само від декількох факторів, вона індивідуальна для кожного з металів. На неї впливає розмір кристалічної решітки і температура. Коли температура провідника підвищується, його атоми проробляють більш прискорені коливання. А отже, і електрони рухаються з найбільшою швидкістю і опором, а орбіти будуть великими по радіусу.
Цей електронний джерело розглядає розрахунок щільності і питомої опору матеріалів, які використовують аналогічні математичні методи. Нижче наведені різні розділи для швидкої навігації. Щоб зрозуміти цю частину, вам потрібно знати Закон Ома.
Уявний експеримент з мідною і алюмінієвим дротом
Це схоже на додавання двох частин верхнього проводу в ряд. Додавання терміна питомої опору дає.
Перевернуте опір догори ногами
Опір - це показник того, наскільки поганим є провідник. Якщо ви подивіться на стіл, ви побачите, що матеріали з високим питомим опором є ізоляторами. Протилежністю питомому опору є провідність. Це дається сигма листи і є зворотною величиною питомої опору.
Значення питомої опір міді перебувати в довідкових таблицях з фізики. Воно становить 0,0175 Ом * мм2 / м, при температурі 20 градусів. Найближчим металом за значенням до міді, буде алюміній = 0,0271Ом * мм2 / м. Провідність міді поступається лише сріблу = 0,016Ом * мм2 / м. про що свідчить її широке застосування, наприклад в силових кабелях або в різноманітних провідниках. Однак без міді створити силові трансформатори і двигуни маленьких енергозберігаючих приладів.
Рухомою котушкою є алюмінієвий дріт, як правило, використовують в якості матеріалу провідника для себе. Через низької щільності алюмінію, вага котушки може бути зменшено до однієї третини від мідної котушки. Ця перевага алюмінієвого проводу магніту забезпечує велику і більш ефективне прискорення рухомого компонента. Це, в свою чергу, призводить до підвищення ефективності такої. Скорочення часу доступу для жорстких дисків, або поліпшення якості звуку і чутливості динаміків.
Для таких застосувань, в основному використовується алюміній склеювання дріт. Знижена щільність дозволяє зниження ваги котушки швидкого відводу тепла. . Лудить можна, але ряд критичних параметрів вимагає ретельного моніторингу. Він швидко утворює шар оксиду алюмінію, який важко видалити і змочування алюмінію, ускладнений припій; тому використання потоку потрібно. Алюміній трохи дешевше міді, але має меншу провідність. Давайте порівняємо, скільки дешевої алюмінієвого дроту.
Потрібно знати позначення питомої опору, так як без цього не можна проводити обчислення загального опору різних провідників, під час розробки або проектування нових приладів. Для цього існує формула:
R = p * I / S
в якій: R - буде загальним опором провідників, р - буде питомим опором металів, I- буде довгою конкретного провідника, S - площею перетину провідників.
Якщо для алюмінієвого дроту ми збільшуємо поперечний переріз від 1 мм 2 до 1, 56 мм 2, опір алюмінієвого дроту зменшується до 17, 8 Ом до тієї ж величини, що і мідь. Скільки коштує 1 кілометр проводу? Таким чином, ми бачимо, що мідний дріт більш ніж в три рази дорожче алюмінієвого дроту. Чому мідь все ще використовується так багато? Які інші характеристики відіграють певну роль у виборі потрібного матеріалу для певної мети?
Виникають двигуни, генератори та інші електричні машини, вібруючі і відцентрові сили. Золото - використовується, незважаючи на високу ціну, як контактний матеріал в гніздах і реле, тому що він не окислюється. Вугілля - в комутаторах для шліфувальних контактів, тому що вугілля ковзає краще металу. З іншого боку, мідні шліфувальні контакти взагалі не зношуються, так що машина може досягти тривалого терміну служби. Грунт є електропровідний, оскільки в ній присутній вологість, а солі розчиняються в цій воді. Провідність грунту експлуатується в системах захисту від блискавки.
- Алюміній погано припаяний.
- Тому мідь використовується для електричних та електронних пристроїв.
- Алюміній має тенденцію ламатися, коли зігнуті кілька разів.
- Через механічної деформації використовується мідь.
- Срібло - коли справа доходить до найкращої провідності.
- Однак м'які «вугільні щітки» сильно зношені.
- Тому їх необхідно притискати до подрібнювача пружиною і регулярно замінювати.
Провідники типу проводки складаються з матеріалів, які проводять електричний струм, або потоку електронів.
Якщо матеріал був корисний, отблагоріть наш сайт ви можете, зробивши пожертвування.
Будь-яку суму на розвиток проекту ви можете
Чому дорівнює питомий опір?
Скільки коштує 1 кілометр проводу?
Чому мідь все ще використовується так багато?
Які інші характеристики відіграють певну роль у виборі потрібного матеріалу для певної мети?
