Vodljivi materijali u električnim instalacijama

Žice od bakra, aluminija, njihovih legura i željeza (čelika) koriste se kao vodljivi dijelovi u električnim instalacijama.

Bakar je jedan od najboljih vodljivih materijala. Gustoća bakra na 20 ° C 8,95 g / cm3, talište 1083 ° C. Bakar je kemijski malo aktivan, ali se lako otapa u dušičnoj kiselini i otapa se u razrijeđenoj klorovodičnoj i sumpornoj kiselini samo u prisutnosti oksidansa (kisika). Na zraku se bakar brzo prekriva tankim slojem tamno obojenog oksida, ali ta oksidacija ne prodire duboko u metal i služi kao zaštita od daljnje korozije. Bakar je dobar za kovanje i valjanje bez zagrijavanja.

Za proizvodnju električne žice primijenjeni elektrolitski bakreni ingoti koji sadrže 99,93% čistog bakra.

Električna vodljivost bakra jako ovisi o količini i vrsti nečistoća, au manjoj mjeri o mehaničkoj i toplinskoj obradi. Otpor bakra na 20 ° C je 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Za proizvodnju žica koristi se meki, polutvrdi ili tvrdi bakar specifične težine 8,9, 8,95 odnosno 8,96 g/cm3.

Bakar u legurama s drugim metalima ima široku primjenu za izradu dijelova pod naponom... Najviše se koriste sljedeće legure.

Mesing - legura bakra s cinkom, sa sadržajem od najmanje 50% bakra u leguri, s dodacima drugih metala. Otpornost mjed 0,031 — 0,079 ohm x mm2 / m. Razlikujemo mjed — crvenu mjed s udjelom bakra većim od 72% (ima visoku plastičnost, antikorozivna i antifrikcijska svojstva) i posebnu mjed s dodatkom aluminija, kositra, olova ili mangana.

Mjedeni kontakt

Bronca — legura bakra i kositra s dodacima raznih metala. Ovisno o sadržaju glavne komponente bronce u leguri, nazivaju se kositar, aluminij, silicij, fosfor, kadmij. Otpor bronce 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

Mjed i bronca odlikuju se dobrim mehaničkim i fizikalno-kemijskim svojstvima. Lako se obrađuju lijevanjem i pritiskom, otporni su na atmosfersku koroziju.

Aluminij — po svojim kvalitetama drugi vodljivi materijal nakon bakra. Talište 659,8 ° C. Gustoća aluminija na 20 ° — 2,7 g / cm3... Aluminij se lako lijeva i dobro funkcionira. Na temperaturi od 100 - 150 ° C, aluminij je kovan i duktilan (može se valjati u listove debljine do 0,01 mm).

Električna vodljivost aluminija jako ovisi o nečistoćama, a malo o mehaničkoj i toplinskoj obradi. Što je aluminijski sastav čišći, veća je njegova električna vodljivost i bolja otpornost na kemijske napade.Strojna obrada, valjanje i žarenje imaju značajan utjecaj na mehaničku čvrstoću aluminija. Hladna obrada aluminija povećava njegovu tvrdoću, elastičnost i vlačnu čvrstoću. Otpor aluminija na 20 °C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/m.

Kod zamjene bakra aluminijem potrebno je povećati presjek žice u odnosu na vodljivost, odnosno za 1,63 puta.

Uz istu vodljivost, aluminijska žica će biti 2 puta lakša od bakra.

Za proizvodnju žica koristi se aluminij koji sadrži najmanje 98% čistog aluminija, silicija ne više od 0,3%, željeza ne više od 0,2%

Za proizvodnju dijelova pod naponom koristite aluminijske legure s drugim metalima, na primjer: duraluminij - legura aluminija s bakrom i manganom.

Silumin - laka legura aluminija s dodatkom silicija, magnezija, mangana.

Aluminijske legure imaju dobra svojstva lijevanja i visoku mehaničku čvrstoću.

Sljedeće su aluminijske legure koje se najčešće koriste u elektrotehnici:

Kovana aluminijska legura klase AD s aluminijem ne manjim od 98,8 i drugim nečistoćama do 1,2.

Kovana aluminijska legura klase AD1 s aluminijem ne manjim od 99,3 i drugim nečistoćama do 0,7.

Kovana aluminijska legura, klasa AD31 s aluminijem 97,35 — 98,15 i drugim nečistoćama 1,85 -2,65.

Za izradu kućišta i matrica za okovne nosače koriste se legure razreda AD i AD1. Profili i gume koji se koriste za električne žice izrađeni su od legure AD31.

Proizvodi od aluminijskih legura, kao rezultat toplinske obrade, postižu visoku maksimalnu čvrstoću i granicu gustoće (puzanja).

Željezo — talište 1539 ° C. Gustoća željeza je 7,87. Željezo se otapa u kiselinama, oksidira ga halogeni i kisik.

U elektrotehnici se koriste različite vrste čelika, npr.

Ugljični čelici - kovane legure željeza s ugljikom i drugim metalurškim nečistoćama.

Otpor ugljičnih čelika 0,103 — 0,204 ohma x mm2/m.

Legirani čelici — legure s dodacima kroma, nikla i drugih elemenata dodatno dodanih ugljičnom čeliku.

Čelici su dobri magnetska svojstva.

Kao aditivi u legurama, kao i za proizvodnju i učinkovitost lemljenja zaštitni premazi elektrovodljivi metali imaju široku primjenu:

Kadmij je kovak metal. Talište kadmija je 321 ° C. Otpor 0,1 ohm x mm2 / m. U elektrotehnici, kadmij se koristi za pripremu lemova s ​​niskim talištem i za zaštitne premaze (kadmijev premaz) na površini metala. Kadmij je po svojim antikorozivnim svojstvima blizak cinku, ali su kadmijevi premazi manje porozni i nanose se u tanjem sloju od cinka.

Nikal — talište 1455 ° C. Otpornost nikla 0,068 — 0,072 ohm x mm2/m Na normalnim temperaturama ne oksidira se atmosferskim kisikom. Nikal se koristi u legurama i za zaštitni premaz (niklanje) na površini metala.

Kositar — talište 231,9 ° C. Otpor kositra 0,124 — 0,116 ohm x mm2 / m Kositar se koristi za lemljenje zaštitne prevlake (kalajisanje) metala u čistom obliku i u obliku legura s drugim metalima.

Olovo — talište 327,4 ° C. Otpornost 0,217 — 0,227 ohm x mm2/m Olovo se koristi u legurama s drugim metalima kao materijal otporan na kiseline. Dodaje se legurama za lemljenje (lemovi).

Srebro — vrlo savitljiv, savitljiv metal. Talište srebra je 960,5 °C. Srebro je najbolji vodič topline i elektriciteta.Otpor srebra 0,015 — 0,016 ohm x mm2/m Srebro se koristi za zaštitni premaz (srebro) na površini metala.

Antimon — sjajni krti metal, talište 631 ° C. Antimon se koristi kao aditivi u legurama za lemljenje (lemovi).

Krom — tvrd, sjajan metal. Talište 1830 ° C. Ne mijenja se na zraku pri normalnim temperaturama. Otpor kroma 0,026 ohm x mm2/m Krom se koristi u legurama i za zaštitnu prevlaku (kromiranje) metalnih površina.

Cink — talište 419,4 ° C. Otpornost cinka 0,053 — 0,062 ohm x mm2/m. U vlažnom zraku cink oksidira, prekrivajući se slojem oksida koji štiti od naknadnih kemijskih utjecaja. U elektrotehnici se cink koristi kao dodatak legurama i lemovima, kao i za zaštitni premaz (galvaniziranje) na površinama metalnih dijelova.