Jenis Konduktor Elektrik dan Ciri Utama



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

Konduktor boleh muncul dari pelbagai bentuk, salah satunya ialah bahan dalam keadaan fizikal tertentu, seperti bar logam (rebar) yang belum diuraikan untuk terdiri daripada litar elektrik. Walaupun tidak menjadi sebahagian daripada pemasangan elektrik, bahan-bahan ini sentiasa mengekalkan sifat memandu mereka.

Terdapat juga konduktor elektrik unipolar atau multipolar, yang secara rasmi digunakan sebagai penyambung elemen litar elektrik di kawasan kediaman dan perindustrian. Jenis konduktor ini boleh dibentuk di dalam oleh wayar tembaga atau satu lagi jenis bahan logam, ditutup dengan permukaan penebat.

Di samping itu, bergantung kepada konfigurasi litar, konduktor boleh dibezakan untuk aplikasi kediaman (nipis) atau kabel untuk soket bawah tanah dalam sistem pengedaran elektrik (tebal).

Untuk tujuan artikel ini, kita akan menumpukan pada ciri-ciri bahan konduktif dalam keadaan tulen mereka; Di samping itu, kami akan mengetahui apakah bahan konduktif yang paling biasa digunakan dan mengapa.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri
    • 1.1 Ciri-ciri elektrik
    • 1.2 Ciri-ciri fizikal
  • 2 jenis konduktor elektrik
    • 2.1 Pengeluar logam
    • 2.2 Konduktor elektrolitik
    • 2.3 Pengalir gas
  • 3 Contoh pemandu
    • 3.1 aluminium
    • 3.2 Tembaga
    • 3.3 Emas
    • 3.4 Perak
  • 4 Rujukan

Ciri-ciri

Konduktor elektrik dicirikan oleh tidak menawarkan banyak rintangan kepada laluan arus elektrik melalui mereka, yang hanya mungkin terima kasih kepada sifat-sifat elektrik dan fizikalnya, yang menjamin bahawa peredaran elektrik oleh konduktor tidak mendorong ubah bentuk atau kemusnahan daripada bahan yang berkenaan.

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 elektrik mereka.

Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa ditentukan pada pertengahan 1913 bahawa kekonduksian elektrik tembaga tulen boleh berfungsi sebagai rujukan untuk mengukur dan membandingkan kekonduksian bahan konduktif lain.

Oleh itu, Standard Antarabangsa untuk Annealing Copper telah ditubuhkan (Standard Tembaga Annealed Antarabangsa, IACS untuk akronim dalam bahasa Inggeris).

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

Bahan konduktif dianggap seperti itu jika lebih daripada 40% IACS. Bahan yang mempunyai kekonduksian melebihi 100% IACS dianggap sebagai bahan kekonduksian yang tinggi.

Struktur atom membolehkan laluan semasa

Struktur atom membolehkan arus arus elektrik, kerana atom mempunyai beberapa elektron dalam shell valensi mereka dan, pada gilirannya, elektron-elektron ini terpisah dari nukleus atom.

Konfigurasi yang diterangkan menunjukkan bahawa ia tidak memerlukan sejumlah besar tenaga untuk elektron untuk bergerak dari satu atom ke yang lain, memudahkan pergerakan elektron melalui konduktor.

Elektron jenis ini dipanggil elektron bebas. Pelupusan dan kebebasan bergerak di sepanjang struktur atom adalah apa yang memudahkan peredaran elektrik melalui pemandu.

Teras United

Struktur molekul konduktor terdiri daripada rangkaian nukleus yang rapat, yang tetap tidak praktikal kerana perpaduannya.

Hal ini menjadikan pergerakan elektron yang jauh di dalam molekul yang dipuji, kerana mereka bergerak 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

Apabila tertakluk kepada beban tertentu, bahan konduktif akhirnya mencapai keadaan keseimbangan elektrostatik di mana tidak ada pergerakan caj di dalam bahan.

Caj positif menumpuk pada satu hujung bahan dan caj negatif yang terkumpul pada akhir yang bertentangan. Anjakan tuduhan terhadap permukaan konduktor menjana kehadiran medan elektrik yang sama dan bertentangan di pedalaman konduktor. Jadi, jumlah medan elektrik dalaman dalam bahan adalah sifar.

Ciri-ciri fizikal

Boleh dibasuh

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

Bahan konduktif biasanya digunakan dalam aplikasi domestik atau perindustrian, di mana ia mesti tertakluk kepada selekoh dan selekoh; untuk ini, kelembapan adalah ciri yang sangat penting.

Tahan

Bahan-bahan ini mesti tahan untuk dipakai, untuk menahan syarat-syarat tekanan mekanikal yang mana ia biasanya tertakluk, bersama-sama dengan suhu tinggi disebabkan peredaran arus.

Lapisan penebat

Apabila digunakan dalam aplikasi perumahan, perindustrian atau sebagai sebahagian daripada sistem bekalan kuasa yang saling berkaitan, konduktor mesti sentiasa ditutup dengan lapisan penebat yang sesuai.

Lapisan luar ini, juga dikenali sebagai jaket penebat, adalah perlu untuk menghalang arus elektrik yang mengalir melalui konduktor daripada bersentuhan dengan orang atau objek di sekelilingnya..

Jenis konduktor elektrik

Terdapat kategori konduktor elektrik yang berlainan dan, pada gilirannya, dalam setiap kategori adalah bahan atau media dengan kekonduksian elektrik tertinggi.

Untuk kecemerlangan, konduktor elektrik terbaik adalah logam pepejal, di antaranya tembaga, emas, perak, aluminium, besi dan beberapa aloi menonjol..

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

Bergantung kepada cara di mana konduksi elektrik dijalankan, adalah mungkin 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 dengan kekonduksiannya yang tinggi ke awan elektron bebas yang menyokong peredaran arus elektrik melalui mereka. Logam menghasilkan elektron yang terletak di orbit terakhir atom mereka tanpa melabur sejumlah besar tenaga, yang membuat lompatan elektron dari satu atom ke yang lain.

Sebaliknya, aloi itu dicirikan dengan mempunyai ketahanan tinggi; iaitu, mereka mempunyai daya tahan yang berkadar dengan panjang dan diameter konduktor.

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

Konduktor elektrolitik

Ini adalah penyelesaian yang terdiri daripada ion bebas, yang membantu pengaliran elektrik kelas ionik.

Sebahagian besarnya, jenis konduktor ini terdapat dalam larutan ionik, kerana bahan-bahan elektrolitik mesti mengalami pemisahan separa (atau total) untuk membentuk ion yang akan menjadi pembawa biaya.

Konduktor elektrolisis mendasarkan operasi mereka terhadap reaksi 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 tertakluk kepada proses pengionan, yang membolehkan pengaliran elektrik melalui ini.

Udara itu sendiri bertindak sebagai konduktor elektrik apabila, apabila pecahan dielektrik berlaku, ia berfungsi sebagai medium elektrik untuk pembentukan petir dan kejutan elektrik..

Contoh pemandu

Aluminium

Ia sangat digunakan dalam sistem penghantaran elektrik overhead kerana, walaupun mempunyai konduktiviti 35% lebih rendah berbanding tembaga annealed, beratnya adalah tiga kali lebih ringan daripada yang terakhir.

Cawangan voltan tinggi biasanya dilindungi oleh permukaan luar polivinil klorida (PVC), yang menghalang pemanasan melampau konduktor dan mengasingkan arus arus elektrik dari luar.

Tembaga

Ia adalah logam paling biasa digunakan sebagai konduktor elektrik dalam aplikasi industri dan kediaman, memandangkan keseimbangan antara kekonduksian dan harga.

Tembaga boleh digunakan dalam konduktor rendah dan sederhana, dengan satu atau beberapa wayar, bergantung kepada kapasiti semasa konduktor..

Emas

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

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

Perak

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

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

Rujukan

  1. Konduktor elektrik (s.f.). Dikekalkan. Havana, Cuba Diperolehi daripada: ecured.cu
  2. Konduktor elektrik (s.f.). Diperolehi daripada: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Konduktor elektrik. Pulih daripada: vivirhogar.republica.com
  4. Martín, T, dan Serrano A. (s.f.). Konduktor dalam keseimbangan elektrostatik. Politeknik Universiti Madrid. Sepanyol Diperolehi daripada: montes.upm.es
  5. Pérez, J., dan Gardey, A. (2016). Definisi konduktor elektrik. Diperolehi daripada: definicion.de
  6. Sifat konduktor elektrik (s.f.). Diperolehi daripada: neetescuela.org
  7. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2018). Kekonduksian elektrik Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
  8. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2018). Konduktor elektrik Diperolehi daripada: en.wikipedia.org