מוליך הוא חומר שיכול להוביל חום או זרם חשמלי.
האם אי פעם החזקת כף או חפץ מתכת ליד חום או חשמל, אז נרגיש את החום או החשמל, נכון? הידיים מתחממות ומחושמלת. זו ההשפעה של הולכת החום על ידי החומר המוליך.
הגדרת מנצחים
מוליכים הם חומרים או חומרים בעלי יכולת להוביל חום או זרם חשמלי.
מוליכים מסוגלים להוביל חשמל היטב מכיוון שיש להם מעט מאוד עמידות ספציפית.
כמות ההתנגדות מושפעת מסוג החומר או החומרים המרכיבים, ההתנגדות, אורכו ושטח חתך החומר.
דרישות חומר מוליך
התנאים להובלת חומרים הם:
1. מוליכות טובה
מוליכות טובה בחומר מוליך בעל ערך צפיפות קטן יחסית. ככל שהתנגדות הסוג קטנה יותר, כך ערך המוליכות של החומר טוב יותר. התנגדות הסוג פרופורציונאלית הפוכה למוליכות החומר.
מוליכות החומר קשורה למוליכות חום ומוליכות חשמלית.
מוליכות תרמית קובעת את כמות החום המסוגלת לעבור דרך החומר בפרק זמן מסוים. מתכת היא חומר בעל מוליכות תרמית גבוהה כך שמתכת נוטה למוליכות גבוהה כמוליך.
מוליכות בחשמל מתארת את היכולת של חומרים מוליכים להוביל זרם חשמלי. גודל המוליכות החשמלית של המוליך מושפע מאוד מסוג ההתנגדות שיש לחומר המוליך. התנגדות הסוג יכולה לבוא לידי ביטוי במשוואה הבאה:
R = ρ (l / A)
מידע:
- R = התנגדות (Ω)
- ρ = התנגדות ספציפית (Ω.m)
- l = אורך המוליך (מטר)
- A = שטח חתך של החוט (מ"ר)
2. חוזק מכני גבוה
חומרים מוליכים הם בעלי חוזק מכני גבוה, כך שהם יכולים להוביל חום או חשמל כהלכה. לחומרים בעלי חוזק מכני גבוה יש חלקיקים המורכבים צפופים.
קרא גם: יישום - משמעות, הבנה והסברכאשר מתקרבים לחומר המוליך עם מקור חום או זרם חשמלי, יהיה רטט או רטט בחומר המוליך. דרך רטט או רטט זה יזרום חום או זרם חשמלי מקצה אחד לחומר המוליך השני.
לתכונות המכניות של החומר יש חשיבות רבה, במיוחד כאשר החומר המוליך נמצא מעל הקרקע. חומר המוליך חייב להיות ידוע בתכונותיו המכניות מכיוון שהוא קשור להפצת מתחים גבוהים בקו הזרם החשמלי.
3. מקדם הרחבה קטן
חומרים בעלי מקדם התפשטות קטן לא ישתנו בקלות צורה, גודל או נפח בגלל השפעת שינויי הטמפרטורה.
R = R. {1 + α (t - t)},
מידע:
- R: כמות ההתנגדות לאחר שינוי בטמפרטורה (Ω)
- ר : ההתנגדות הראשונית, לפני שינוי הטמפרטורה (Ω)
- t: הטמפרטורה של הטמפרטורה הסופית, ב- C.
- t: טמפרטורה הטמפרטורה ההתחלתית, ב C.
- α: מקדם טמפרטורה של התנגדות ערך של התנגדות ספציפית
4. כוח תרמו-אלקטרי שונה בין חומרים
במעגל חשמלי, זרם חשמלי משתנה תמיד בעוצמה התרמו-אלקטרית עקב שינוי בטמפרטורה. נקודת הטמפרטורה מתייחסת לסוג המתכת המשמש כמוליך.
חשוב מאוד לדעת את ההשפעה המתרחשת כאשר שני סוגים שונים של מתכת מחוברים לנקודת מגע אחת. בתנאים שונים של טמפרטורה, לחומר יש מוליכות שונה.
5. מודולוס האלסטיות די גדול
חשוב מאוד להשתמש במאפיין זה כאשר מתרחשת התפלגות מתח גבוה. עם מודולוס גבוה של גמישות, חומר המוליך לא יהיה רגיש לנזק עקב לחץ גבוה. המוליך החשמלי הוא נוזל כמו כספית, גז כמו ניאון, ומוצק כמו מתכת.
מאפייני חומר מוליך האם
המאפיינים של חומר המוליך מחולקים לשני סוגים של דמויות, כלומר:
- מאפיינים חשמליים אשר תפקידם להראות את יכולתו של מוליך כאשר הוא מופעל באמצעות זרם חשמלי.
- מאפיינים מכניים המעידים על יכולת מנצח מבחינת האטרקטיביות.
חומרי מוליך
חומרים הנפוצים כמוליכים כוללים
- מתכות רגילות כמו נחושת, אלומיניום, ברזל.
- מתכת סגסוגת היא מתכת העשויה נחושת או אלומיניום אשר מעורבבת עם מתכות אחרות בכמות מסוימת. זה שימושי להגברת חוזק מכני של מתכת.
- מתכת סגסוגת, שהיא תערובת של שני סוגי מתכות או יותר בשילוב דחיסה, התכה או ריתוך.
לכל חומר מוליך סוגים שונים של התנגדות. להלן כמה מחומרי המוליך הנפוצים ביותר עם ערכי התנגדות מסוגם כדלקמן:
| חומר מוליך | סוג התנגדות (אוהם מ ') |
| כסף | 1.59 x 10-8 |
| נְחוֹשֶׁת | 1.68 x 10-8 |
| זהב | 2.44 x 10-8 |
| אֲלוּמִינְיוּם | 2.65 x 10-8 |
| ווֹלפרָם | 5.60 x 10-8 |
| בַּרזֶל | 9.71 x 10-8 |
| פְּלָטִינָה | 10.6 x 10-8 |
| כַּספִּית | 98 x 10-8 |
| ניקרומין (סגסוגת של Ni, Fe, Cr) | 100 x 10-8 |
החומר הנפוץ ביותר המשמש כמוליך הוא נחושת. לחומר נחושת ערך עמידות מסוג קטן יחסית ומחיר זול והוא שופע אופיו.
דוגמאות לחומרי מוליך
להלן מספר דוגמאות לחומרי מוליך:
1. אלומיניום
לאלומיניום טהור מסת מסה של 2.7 גרם / סמ"ק, עם נקודת התכה של 658 מעלות צלזיוס ואינה מאכלת. לאלומיניום מוליכות של 35 מ '/ אוהם.ממ 2, כ- 61.4% ממוליכות הנחושת. קל ליצור אלומיניום טהור מכיוון שהוא רך עם חוזק מתיחה של 9 ק"ג / מ"מ. לכן, לעיתים קרובות אלומיניום מעורבב עם נחושת כדי לחזק את האטרקטיביות שלו. השימוש באלומיניום כולל מוליך ACSR (אלומיניום מוליך פלדה מחוזק), ACAR (אלומיניום מוליך סגסוגת מחוזק).
2. נחושת
לנחושת מוליכות חשמלית גבוהה, כלומר 57 מ '/ אוהם.ממ 2 ב 20 מעלות צלזיוס עם מקדם התרחבות הטמפרטורה של 0.004 / oC. לנחושת חוזק מתיחה של 20 עד 40 ק"ג / מ"מ. השימוש בנחושת כחומר מוליך, למשל, בחוט מבודד (NYA, NYAF), כבלים (NYM, NYY, NYFGbY), סורגים, מכונות זרם טבעת גרירה ממכשירים על מכונות AC וכן הלאה.
3. כספית
כספית היא המתכת היחידה בצורה נוזלית עם עמידות ספציפית של 0.95 Ohm.mm2 / m, מקדם טמפרטורה של 0.00027 / oC. השימוש בכספית כולל כמילוי גז לצינורות אלקטרוניים, נוזלי משאבת דיפוזיה, אלקטרודות בחומרי מכשיר למדידה חשמלית של חומרים דיאלקטריים מוצקים וכמילוי נוזלי למדי חום.
התייחסות: מנצח ומבודד - כיתת הפיזיקה
