Baker: električna prevodnost, lastnosti, lastnosti in aplikacije

V številnih panogah sodobne industrije se pogosto uporablja material, kot je baker. Električna prevodnost te kovine je zelo visoka. To pojasnjuje, da je njegova uporaba predvsem v elektrotehniki. Iz bakra dobimo prevodnike z odličnimi karakteristikami. Seveda se ta kovina uporablja ne le v elektrotehniki, temveč tudi v drugih industrijah. Njegovo zahtevo je med drugim pojasnjeno po njegovih lastnostih, kot so odpornost na korozijsko škodo v številnih korozivnih medijih, neodzivnost, duktilnost itd.

Zgodovinsko ozadje

Baker je kovina znana že od antičnih časov. Zgodnje poznavanje ljudi s tem gradivom je najprej razloženo s svojo široko razširjenostjo v naravi v obliki nuggets. Mnogi znanstveniki verjamejo, da je bil to baker, ki je bil prva kovina, človek obnovljen iz kisikovih spojin. Nekoliko časa so kamni preprosto segrevali na ognju in se drastično ohladili, kar je povzročilo razpoke. Kasneje se je na kosteh začelo obnavljanje bakra z dodatkom premoga in pihanjem krzna. Izboljšanje te metode je v končni fazi pripeljalo do oblikovanja gredna peč. Še kasneje se je ta kovina začela proizvajati z metodo oksidativnega taljenja rud.

Baker: električna prevodnost materiala

V mirnem stanju se vsi prosti elektroni katere koli kovine vrtijo okoli jedra. Pri povezovanju zunanjega vira vpliva se poravnajo v določenem zaporedju in postanejo nosilci toka. Stopnja sposobnosti kovine, da se skozi zadnjo, se imenuje električna prevodnost. Enota njenega merjenja v mednarodnem SI je Siemens, definirana kot 1 cm = 1 Ω^-1.

Električna prevodnost bakra je zelo visoka. Na tem kazalniku presega vse ne-plemenite kovine, ki so danes znane. Boljša od njenega toka prehaja samo srebro. Indikator električne prevodnosti bakra je 57x104 cm^-1 pri temperaturi + 20 ° C Zaradi te lastnosti je ta kovina trenutno najbolj razširjen dirigent iz vseh, ki se uporabljajo v proizvodne in gospodinjske namene.

Baker popolnoma vzdržuje stalne električne obremenitve in je zanesljiv in vzdržljiv. Med drugim je za to kovino značilna visoka točka taljenja (1083,4 ° C). In to omogoča bakru dolgo časa v ogrevanem stanju. Kot razširjenost kot trenutni vodnik lahko samo ta aluminij konkurira s to kovino.

Učinek nečistoč na električno prevodnost bakra

Seveda, v našem času se uporabljajo veliko bolj sofisticirane metode za taljenje te rdeče kovine kot v antiki. Vendar pa je tudi danes skoraj nemogoče pridobiti popolnoma čist Cu. V bakru vedno obstajajo različne vrste nečistoč. Lahko je npr. Silicij, železo ali berilij. Medtem, čim več nečistoč v bakru, nižji je indeks njegove električne prevodnosti. Za izdelavo žic, na primer, je primerna samo dovolj čista kovina. V skladu s standardi lahko za ta namen uporabimo baker z nečistočo, ki ne presega 0,1%.

Zelo pogosto ta kovina vsebuje določen odstotek žvepla, arzena in antimona. Prva snov bistveno zmanjša plastičnost materiala. Električna prevodnost bakra in žvepla se zelo razlikuje. Ta nečistoča sploh ne izvaja toka. To pomeni, da je dober izolator. Vendar električna prevodnost bakrovega žvepla ne vpliva skoraj na vse. Enako velja za toplotno prevodnost. S antimonom in arzenom se opazi nasprotna slika. Ti elementi prevodnosti bakra se lahko bistveno zmanjšajo.

Zlitine

Uporabljamo različne vrste aditivov in posebej za povečanje trdnosti takšnega nodularnega materiala kot bakra. Prav tako zmanjšajo svojo električno prevodnost. Toda njihova uporaba omogoča znatno podaljšanje življenjske dobe različnih izdelkov.

Najpogosteje se Cd (0,9%) uporablja kot povečanje jakosti dodatka bakra. Rezultat je kadmijev bron. Njegova prevodnost je 90% prevodnosti bakra. Včasih se namesto kadmija aluminij uporablja tudi kot dodatek. Prevodnost te kovine je 65% istega indeksa bakra. Za izboljšanje trdnosti žic v obliki aditivov se lahko uporabijo drugi materiali in snovi, kot so kositer, fosfor, krom, berilij. Rezultat je bronza določene blagovne znamke. Povezava bakra s cinkom se imenuje medenina.

Lastnosti zlitin

Odvisno od tega električna prevodnost kovin ne le na količini nečistoč v njih, ampak tudi na drugih kazalnikih. Na primer s povečanjem temperature ogrevanja se zmanjša zmožnost bakra skozi tok. Celo način izdelave vpliva na električno prevodnost take žice. V vsakdanjem življenju in v proizvodnji lahko uporabimo oba mehka žarjena bakrena vodnika in trdno vlečeni baker. V prvi vrsti je sposobnost prehoda skozi tok višja.

Vendar pa predvsem, seveda, uporabljeni aditivi in ​​njihova količina vplivajo na električno prevodnost bakra. Spodnja tabela nudi bralcu izčrpne informacije o zmožnosti prenosa toka na najpogostejše zlitine tega kovine.

Električna prevodnost medenine in bakra je primerljiva. Vendar pa je za prvo kovino ta številka seveda nekoliko nižja. Toda hkrati je višja kot v bronah. Kot prevodnik medenina se uporablja zelo široko. Trenutni status je slabši od bakra, vendar pa manj. Najpogosteje medenina je imela kontakte, spone in različne dele za radijsko opremo.

Bakrene zlitine visoke odpornosti

Takšni prevodni materiali se uporabljajo predvsem pri izdelavi uporov, reostatov, merilnih instrumentov in električnih grelnih naprav. Najpogosteje se uporabljajo bakrene zlitine konstantana in manganina. Upornost od prvih (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) je 0,42-0,48 micromhos / m, in drugi (60% Cu, 40% Ni) - 0.48-0.52 micromhos / m.

Razmerje s koeficientom toplotne prevodnosti

Specifična električna prevodnost baker - 59 500 000 S / m. Ta indikator, kot je že omenjeno, je pravilen, vendar le pri temperaturi +20 ^oObstaja določen odnos med koeficientom toplotne prevodnosti katere koli kovine in prevodnostjo. Ustanovitev zakona Wiedemann-Franz. Izvede se za kovine pri visokih temperaturah in se izrazi v naslednji formuli: K / gamma- = pi-² / 3 (k / e)²T, kjer je y prevodnost, k je boltzmanska konstanta, in e je elementarni naboj.

Seveda obstaja podobna povezava s kovino, kot je baker. Toplotna prevodnost in električna prevodnost sta zelo visoki. Na drugem mestu po srebru je na obeh indikatorjih.

Povezava bakrenih in aluminijastih žic

V zadnjem času se je v vsakdanjem življenju in industriji začela uporabljati električna oprema vedno večje moči. V času Sovjetske zveze so ožičenje v glavnem izdelane iz poceni aluminija. Na žalost njegove značilnosti delovanja ne ustrezajo novim zahtevam. Zato se danes v vsakdanjem življenju in v industriji zelo pogosto spreminjajo aluminijske žice na bakrene. Glavna prednost slednjega je poleg refraktornosti tudi ta, da se njihove prevodne lastnosti ne zmanjšujejo z oksidacijskim procesom.

Pogosto med modernizacijo električnih omrežij je treba priključiti aluminijaste in bakrene žice. To ne morete storiti neposredno. Pravzaprav, električna prevodnost aluminija in bakra ni zelo različna. Toda samo kovin sami. Oksidativne folije iz lastnosti aluminija in bakra niso enake. Zaradi tega se je prevodnost na križišču bistveno zmanjšala. Oksidirajoča folija v aluminiju je veliko bolj odporna kot baker. Zato je treba povezavo teh dveh vodnikov opraviti izključno s posebnimi adapterji. Lahko so npr. Objemke, ki vsebujejo pasto, ki ščiti kovine od videza oksida. Ta različica adapterjev se običajno uporablja, kadar povezovanje žic na ulici. V prostorih se pogosto uporabljajo vejalne objemke. Njihova zasnova vključuje posebno ploščo, ki odpravlja neposreden stik med aluminijem in bakrom. V odsotnosti takšnih vodnikov v gospodinjstvu namesto zvijanja žic priporočamo uporabo podložke in matice kot vmesnega "mosta".

Fizične lastnosti

Tako smo ugotovili, kakšna je električna prevodnost bakra. Ta indikator se lahko razlikuje glede na nečistoče, vključene v sestavo te kovine. Vendar pa povpraševanje po bakru v industriji določa druge njegove koristne fizikalne lastnosti, informacije o katerih se lahko dobijo iz spodnje tabele.

Kemijske lastnosti

Po takih značilnostih je baker, katerega električna prevodnost in toplotna prevodnost sta zelo visoki, zaseda vmesni položaj med elementi prve triade osme skupine in alkalnimi v prvi skupini periodične tabele. Njegove glavne kemijske lastnosti vključujejo:

• nagnjenost k kompleksni formaciji;

• sposobnost dajanja barvnih spojin in netopnih sulfidov.

Najbolj značilna za baker je dvovalentno stanje. Podobnosti z alkalnimi kovinami, praktično ni. Njegova kemična aktivnost je prav tako nizka. V prisotnosti CO₂ ali vlaga na površini bakra, je oblikovala zeleni karbonatni film. Vse soli bakra so strupene snovi. V enojnem in dvovalentnem stanju je ta kovina zelo stabilna kompleksne spojine. Najpomembnejše za industrijo so amoniak.

Obseg uporabe

Visoka toplotna in električna prevodnost bakra določa široko uporabo v različnih panogah. Seveda se ta kovina najpogosteje uporablja v elektrotehniki. Vendar to ni edino področje uporabe. Med drugim lahko uporabimo baker:

• v nakitnem poslovanju;

• v arhitekturi;

• pri sestavljanju vodnih in ogrevalnih sistemov;

• v plinovodih.

Za izdelavo različnih vrst nakita se uporablja zlitina bakra z zlatom. To vam omogoča, da povečate odpornost nakita na deformacijo in odrgnine. V arhitekturi se lahko uporablja baker za obračanje streh in fasad. Glavna prednost tega zaključka je vzdržljivost. Na primer, streha znane arhitektonske točke - katoliške katedrale v nemškem mestu Hildesheim - je obložena z listi tega kovine. Bakrova streha te zgradbe zanesljivo ščiti svoj notranji prostor že skoraj 700 let.

Inženirske komunikacije

Glavne prednosti bakrenih vodovodnih cevi so tudi vzdržljivost in zanesljivost. Poleg tega je ta kovina sposobna dati vodo posebne posebne lastnosti, zaradi česar je koristna za telo. Za montažo plinovodov in ogrevalnih sistemov sta tudi idealna rešitev bakrenih cevi, predvsem zaradi njihove korozijske obstojnosti in duktilnosti. Z naraščajočim pritiskom v sili lahko takšne proge prenesejo veliko večjo obremenitev kot jeklo. Edina pomanjkljivost bakrenih cevovodov je njihova visoka cena.