Токовыми проводниками являются твердые вещества, жидкости и даже газы. Твердые проводники — это металлы, металлические сплавы и некоторые модификации углерода.
Жидкие проводники включают расплавленный металл и электролиты. Как правило, температура плавления металлов высокая, за исключением ртути, -39 ° С. Точка плавления (29,8 ° С), близкая к комнатной температуре, содержит галлий.
Другие металлы являются проводниками жидкости при высоких температурах или только при высоких температурах. Механизм прохождения тока через твердые и жидкие металлы обусловлен движением свободных электронов, и в результате их называют проводниками с электронной проводимостью.
Основные характеристики проводника включают удельное электрическое сопротивление и температурный коэффициент сопротивления.
- Удельное электрическое сопротивление проводника — это сопротивление провода длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм2 и температурой 20 ° С.
- Коэффициент температуры сопротивления-A коэффициент, равный относительному изменению сопротивления, когда температура изменяется один раз.
Электрические свойства металлов характеризуются электрической проводимостью и наоборот — электрическим сопротивлением. Серебро, медь и алюминий имеют хорошую электропроводность и, следовательно, низкое электрическое сопротивление.
Из электрических характеристик основной является удельная проводимость или ее обратно-удельное сопротивление и температурный коэффициент удельного сопротивления.
- Помимо чистого металла на практике часто используются металлические сплавы. При производстве сплавов могут учитываться некоторые примеси в металлах, где концентрация атомов примеси сбалансирована с концентрацией основных веществ.
В этом случае смысл теряется, когда вещество разделяется на примеси и основания. Из-за взаимозависимых нарушений периодичности кристаллической структуры удельное сопротивление сплава всегда должно быть больше удельного сопротивления отдельных компонентов.
В отличие от чистых металлов, остаточный компонент удельного сопротивления сплава во много раз выше независимого от температуры компонента.
Сплавы имеют значительно более высокое удельное сопротивление, чем чистые металлы. С другой стороны, сплавы более стабильны, чем чистые металлы, то есть значительно ниже. Оба эти свойства могут быть использованы при изготовлении резисторов из проволоки и пленки.
Связь с законом Нортхайма удовлетворительно соблюдается только для сплавов, которые являются физическими растворами компонентов A и B (фазовые смеси). В некоторых случаях раствор может образовывать так называемые интерметаллические соединения. Фактически, это новый химикат с собственной кристаллической структурой, в которой атомы двух компонентов строго выровнены.
Например, следующие соединения могут быть получены из сплавов с обычной внутренней кристаллической системой: Свойства. На диаграмме состава такого сплава на общем максимальном фоне наблюдается резкий провал, соответствующий фазе чистого металла, при определенной пропорции состава.
Черные и цветные металлы и различные сплавы широко используются при изготовлении и ремонте электрооборудования. Цветные металлы (чугун, сталь) используются в качестве конструкционного материала для стеллажей электрических машин, резервуаров, кожухов трансформаторов, оснований, носков, электрооборудования и других узлов и деталей.
Производство магнитных сердечников, трансформаторов и сердечников электрических машин и оборудования требует специальной электротехнической стали. Промышленность производит много марок стальных листов, которые имеют разные магнитные и электрические свойства.
Свойства стали могут быть изменены путем изменения содержания кремния, основного легирующего элемента, и с помощью специальных технических приемов.
Обычно низкокремнистая сталь обладает низкой магнитной проницаемостью и высокими удельными потерями. Однако его отличает большое значение магнитного насыщения.
- Низкокремнистая сталь преимущественно используется для переменного тока высокой индукции и низкой частоты.
- Высококремнистая сталь используется, когда важно уменьшить гистерезис и потери на вихревые токи или получить высокую проницаемость в слабых и средних магнитных полях.
Смотрите также:
Примеры решения задач по материаловедению
