Các loại dây dẫn điện và đặc điểm chính



các dây dẫn điện hoặc vật liệu dẫn điện là những loại có ít điện trở đối với sự lưu thông của dòng điện, do các đặc tính cụ thể của chúng. Cấu trúc nguyên tử của các dây dẫn điện tạo điều kiện cho sự di chuyển của các electron thông qua chúng, với loại nguyên tố này ủng hộ việc truyền tải điện.

Các dây dẫn có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau, một trong số đó là vật liệu trong các điều kiện vật lý cụ thể, giống như các thanh kim loại (thép cây) chưa được chế tạo để bao gồm các mạch điện. Mặc dù không phải là một phần của lắp ráp điện, những vật liệu này luôn duy trì đặc tính lái xe của chúng.

Ngoài ra còn có các dây dẫn điện đơn cực hoặc đa cực, được sử dụng chính thức như là các yếu tố kết nối của các mạch điện trong khu dân cư và công nghiệp. Loại dây dẫn này có thể được hình thành bên trong bằng dây đồng hoặc một loại vật liệu kim loại khác, được phủ một bề mặt cách điện.

Ngoài ra, tùy thuộc vào cấu hình của mạch, các dây dẫn có thể được phân biệt cho các ứng dụng dân dụng (mỏng) hoặc cáp cho ổ cắm ngầm trong hệ thống phân phối điện (dày).

Đối với mục đích của bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào các đặc tính của vật liệu dẫn điện ở trạng thái tinh khiết của chúng; Ngoài ra, chúng ta sẽ biết các vật liệu dẫn điện được sử dụng phổ biến nhất là gì và tại sao.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm
    • 1.1 Đặc tính điện
    • 1.2 Đặc điểm vật lý
  • 2 loại dây dẫn điện
    • 2.1 Dây dẫn kim loại
    • 2.2 Dây dẫn điện phân
    • 2.3 Dây dẫn khí
  • 3 Ví dụ về trình điều khiển
    • 3.1 Nhôm
    • 3.2 Đồng
    • 3,3 vàng
    • 3,4 bạc
  • 4 tài liệu tham khảo

Tính năng

Các dây dẫn điện được đặc trưng bởi không cung cấp nhiều điện trở cho dòng điện đi qua chúng, điều này chỉ có thể nhờ vào các tính chất vật lý và điện của nó, đảm bảo rằng sự lưu thông điện của dây dẫn không gây ra biến dạng hoặc phá hủy của tài liệu trong câu hỏi.

Đặc tính điện

Các đặc tính điện chính của dây dẫn điện như sau:

Độ dẫn điện tốt

Các dây dẫn điện phải có tính dẫn điện tốt để thực hiện chức năng vận chuyển năng lượng điện của chúng.

Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế đã xác định vào giữa năm 1913 rằng độ dẫn điện của đồng nguyên chất có thể dùng làm tài liệu tham khảo để đo và so sánh độ dẫn của các vật liệu dẫn điện khác.

Do đó, Tiêu chuẩn quốc tế về luyện kim đồng đã được thiết lập (Tiêu chuẩn đồng quốc tế, IACS cho từ viết tắt bằng tiếng Anh).

Tham chiếu được chấp nhận là độ dẫn của dây đồng bị ủ có chiều dài một mét và một gam khối lượng ở 20 ° C, có giá trị bằng 5,80 x 107 S.m-1. Giá trị này được gọi là độ dẫn điện 100% IACS và là điểm tham chiếu để đo độ dẫn của vật liệu dẫn điện.

Một vật liệu dẫn điện được coi là như vậy nếu nó có hơn 40% IACS. Vật liệu có độ dẫn lớn hơn 100% IACS được coi là vật liệu có độ dẫn cao.

Cấu trúc nguyên tử cho phép dòng điện đi qua

Cấu trúc nguyên tử cho phép dòng điện đi qua, vì các nguyên tử có ít electron trong vỏ hóa trị của chúng và đến lượt chúng, các electron này bị tách ra khỏi hạt nhân của nguyên tử.

Cấu hình được mô tả ngụ ý rằng nó không cần một lượng năng lượng lớn để các electron di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, tạo điều kiện cho sự di chuyển của các điện tử thông qua dây dẫn.

Loại electron này được gọi là điện tử tự do. Bố trí và tự do di chuyển dọc theo cấu trúc nguyên tử là điều tạo điều kiện cho việc lưu thông điện qua người lái xe.

Hoa lõi

Cấu trúc phân tử của các dây dẫn được tạo thành từ một mạng lưới hạt nhân đan chặt, mà thực tế vẫn bất động do sự gắn kết của nó.

Điều này làm cho sự chuyển động của các electron ở xa bên trong phân tử trở nên thuận lợi, vì chúng di chuyển tự do và phản ứng với sự gần gũi của điện trường. 

Phản ứng này gây ra sự chuyển động của các điện tử theo một hướng cụ thể, dẫn đến sự lưu thông của dòng điện thông qua vật liệu dẫn điện.

Cân bằng tĩnh điện

Khi chịu một tải trọng cụ thể, các vật liệu dẫn điện cuối cùng đạt đến trạng thái cân bằng tĩnh điện trong đó không có chuyển động của điện tích bên trong vật liệu.

Các điện tích dương tích tụ ở một đầu của vật liệu và các điện tích âm tích lũy ở đầu đối diện. Sự dịch chuyển của các điện tích về phía bề mặt của dây dẫn tạo ra sự có mặt của các điện trường bằng nhau và đối diện trong phần bên trong của dây dẫn. Do đó, tổng điện trường bên trong vật liệu bằng không.

Đặc điểm vật lý

Dễ uốn

Các dây dẫn điện phải dễ uốn; nghĩa là chúng phải có khả năng biến dạng mà không bị vỡ.

Các vật liệu dẫn điện thường được sử dụng trong các ứng dụng trong nước hoặc công nghiệp, trong đó chúng phải chịu uốn cong và uốn cong; đối với điều này, tính linh hoạt là một tính năng cực kỳ quan trọng.

Kháng

Những vật liệu này phải có khả năng chống mòn, chịu được các điều kiện của ứng suất cơ học mà chúng thường phải chịu, cùng với nhiệt độ tăng cao do sự lưu thông của dòng điện.

Lớp cách nhiệt

Khi được sử dụng trong nhà ở, ứng dụng công nghiệp hoặc là một phần của hệ thống cung cấp điện được kết nối với nhau, dây dẫn phải luôn được phủ một lớp cách điện phù hợp.

Lớp ngoài này, còn được gọi là áo khoác cách điện, là cần thiết để ngăn dòng điện chạy qua dây dẫn không tiếp xúc với người hoặc vật xung quanh nó..

Các loại dây dẫn điện

Có nhiều loại dây dẫn điện khác nhau và lần lượt, trong mỗi loại là vật liệu hoặc phương tiện có độ dẫn điện cao nhất.

Để xuất sắc, các chất dẫn điện tốt nhất là kim loại rắn, trong đó nổi bật là đồng, vàng, bạc, nhôm, sắt và một số hợp kim..

Tuy nhiên, có những loại vật liệu hoặc giải pháp khác có đặc tính dẫn điện tốt, chẳng hạn như dung dịch than chì hoặc muối.

Tùy thuộc vào cách thức thực hiện dẫn điện, có thể phân biệt ba loại vật liệu hoặc phương tiện dẫn điện, được trình bày chi tiết dưới đây:

Dây dẫn kim loại

Nhóm này được tạo thành từ các kim loại rắn và hợp kim tương ứng của chúng.

Các dây dẫn kim loại có độ dẫn cao của chúng đối với các đám mây điện tử tự do có lợi cho sự lưu thông của dòng điện qua chúng. Các kim loại tạo ra các electron nằm trong quỹ đạo cuối cùng của các nguyên tử của chúng mà không cần đầu tư một lượng năng lượng lớn hơn, điều này làm cho các electron nhảy từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.

Mặt khác, các hợp kim được đặc trưng bởi có điện trở suất cao; nghĩa là chúng có điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài và đường kính của dây dẫn.

Các hợp kim được sử dụng phổ biến nhất trong lắp đặt điện là đồng thau, một hợp kim của đồng và kẽm; Thiếc, một hợp kim của sắt và thiếc; hợp kim đồng và niken; và hợp kim crôm và niken.

Dây dẫn điện phân

Đây là những giải pháp được tạo thành từ các ion tự do, giúp dẫn điện lớp ion.

Phần lớn, các loại dây dẫn này có mặt trong các dung dịch ion, vì các chất điện phân phải trải qua sự phân ly một phần (hoặc toàn bộ) để tạo thành các ion sẽ mang điện tích.

Các dây dẫn điện phân hoạt động dựa trên các phản ứng hóa học và sự dịch chuyển của vật chất, tạo điều kiện cho sự di chuyển của các điện tử thông qua con đường lưu thông được kích hoạt bởi các ion tự do.

Dây dẫn khí

Trong loại này là các khí trước đây đã trải qua quá trình ion hóa, cho phép dẫn điện qua các.

Bản thân không khí đóng vai trò là chất dẫn điện khi xảy ra sự cố điện môi, nó đóng vai trò là môi trường dẫn điện để hình thành sét và điện giật..

Ví dụ về trình điều khiển

Nhôm

Nó được sử dụng nhiều trong các hệ thống truyền tải điện trên cao bởi vì, mặc dù có độ dẫn thấp hơn 35% so với đồng bị ủ, trọng lượng của nó nhẹ hơn ba lần so với cái sau.

Các ổ cắm điện áp cao thường được bao phủ bởi một bề mặt bên ngoài của polyvinyl clorua (PVC), giúp ngăn quá nhiệt của dây dẫn và cách ly dòng điện từ bên ngoài.

Đồng

Nó là kim loại được sử dụng phổ biến nhất như một chất dẫn điện trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng, được cân bằng giữa độ dẫn của nó và giá cả.

Đồng có thể được sử dụng trong các dây dẫn cỡ thấp và trung bình, với một hoặc một số dây, tùy thuộc vào công suất hiện tại của dây dẫn..

Vàng

Nó là một vật liệu được sử dụng trong các tổ hợp điện tử của bộ vi xử lý và mạch tích hợp. Nó cũng được sử dụng để sản xuất các cực pin cho xe, trong số các ứng dụng khác.

Độ dẫn điện của vàng nhỏ hơn khoảng 20% ​​so với độ dẫn của vàng bị ủ. Tuy nhiên, nó là một vật liệu rất bền và chống ăn mòn.

Bạc

Với độ dẫn 6,30 x 107 S.m-1 (Cao hơn 9-10% so với độ dẫn của đồng ủ), là kim loại có độ dẫn điện cao nhất được biết đến cho đến nay.

Nó là một vật liệu rất dễ uốn và dễ uốn, với độ cứng tương đương với vàng hoặc đồng. Tuy nhiên, chi phí của nó là rất cao, vì vậy việc sử dụng nó không quá phổ biến trong ngành.

Tài liệu tham khảo

  1. Dây dẫn điện (s.f.). Sinh thái. Havana, Cuba Lấy từ: ecured.cu
  2. Dây dẫn điện (s.f.). Lấy từ: aprendeelectricidad.weebly.com
  3. Longo, J. (2009) Dây dẫn điện. Được phục hồi từ: viviroosear.republica.com
  4. Martín, T và Serrano A. (s.f.). Chất dẫn điện ở trạng thái cân bằng tĩnh điện. Đại học Bách khoa Madrid. Tây Ban Nha Lấy từ: montes.upm.es
  5. Pérez, J. và Gardey, A. (2016). Định nghĩa dây dẫn điện. Lấy từ: definicion.de
  6. Tính chất của dây dẫn điện (s.f.). Lấy từ: neetescuela.org
  7. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Độ dẫn điện Lấy từ: en.wikipedia.org
  8. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Dây dẫn điện Lấy từ: en.wikipedia.org