De geleiders zijn - Beschrijvingen, tekeningen en voorbeelden

Een geleider is een stof die warmte of elektrische stroom kan geleiden.

Heb je ooit een lepel of metalen voorwerp in de buurt van warmte of elektriciteit gehouden, dan zullen we de warmte of elektriciteit voelen, toch? Handen worden heet en geëlektrocuteerd. Dit is het effect van de warmtegeleiding door het geleidende materiaal.

Definitie van dirigent

Geleiders zijn stoffen of materialen die warmte of elektrische stroom kunnen geleiden.

Geleiders kunnen elektriciteit goed geleiden omdat ze een zeer lage specifieke weerstand hebben.

De mate van weerstand wordt beïnvloed door het type materiaal of de samenstellende materialen, weerstand, lengte en doorsnede van het materiaal.

Vereisten voor geleidermateriaal

De voorwaarden voor geleidende materialen zijn:

1. Goede geleiding

Goede geleiding in een geleidermateriaal met een relatief kleine dichtheidswaarde. Hoe kleiner de typeweerstand, hoe beter de geleidbaarheidswaarde van het materiaal. De typeweerstand is omgekeerd evenredig met de geleidbaarheid van het materiaal.

Materiële geleidbaarheid is gerelateerd aan warmtegeleiding en elektrische geleidbaarheid.

Thermische geleidbaarheid geeft de hoeveelheid warmte aan die in een bepaald tijdsinterval door het materiaal kan gaan. Metaal is een materiaal dat een hoge thermische geleidbaarheid heeft, zodat metaal de neiging heeft om een hoge geleidbaarheid te hebben als geleider.

Geleiding in elektriciteit beschrijft het vermogen van geleidende materialen om elektrische stroom te geleiden. De grootte van de elektrische geleidbaarheid van de geleider wordt sterk beïnvloed door het soort weerstand dat het geleidende materiaal bezit. De typeweerstand kan worden uitgedrukt in de volgende vergelijking:

R = ρ (l / A)

Informatie :

R = weerstand (Ω)
ρ = specifieke weerstand (Ω.m)
l = lengte van geleider (meter)
A = dwarsdoorsnede van de draad (m2)

2. Hoge mechanische sterkte

Geleidende materialen hebben een hoge mechanische sterkte waardoor ze warmte of elektriciteit goed kunnen geleiden. Materialen met een hoge mechanische sterkte hebben dichte samenstellende deeltjes.

Lees ook: Implementatie - Betekenis, begrip en uitleg

Wanneer het geleidende materiaal wordt benaderd met een warmtebron of elektrische stroom, zal dit een trilling of trilling in het geleidermateriaal veroorzaken. Door deze trilling of trilling zal warmte of elektrische stroom van het ene uiteinde naar het andere geleidende materiaal stromen.

De mechanische eigenschappen van het materiaal zijn erg belangrijk, zeker als het geleidende materiaal bovengronds is. De mechanische eigenschappen van het geleidermateriaal moeten bekend zijn omdat het verband houdt met de distributie van hoge spanningen in de elektrische stroomlijn.

3. Kleine uitzettingscoëfficiënt

Materialen met een kleine uitzettingscoëfficiënt zullen niet gemakkelijk van vorm, afmeting of volume veranderen onder invloed van temperatuurveranderingen.

R = R {1 + α (t - t)},

informatie :

R: de hoeveelheid weerstand na een temperatuurverandering (Ω)
R : aanvankelijke weerstand, vóór de verandering in temperatuur (Ω)
t: de eindtemperatuur temperatuur, in C.
t: temperatuur de begintemperatuur, in C.
α: temperatuurcoëfficiënt van weerstandswaarde van specifieke weerstand

4. Verschillende thermo-elektrische kracht tussen materialen

In een elektrisch circuit verandert een elektrische stroom altijd in thermo-elektrisch vermogen als gevolg van een temperatuurverandering. Het temperatuurpunt heeft betrekking op het type metaal dat als geleider wordt gebruikt.

Het is erg belangrijk om het effect te kennen dat wordt veroorzaakt wanneer twee verschillende soorten metaal aan één contactpunt worden bevestigd. Onder verschillende temperatuuromstandigheden heeft het materiaal een ander geleidingsvermogen.

5. De elasticiteitsmodulus is vrij groot

Deze eigenschap is erg belangrijk om te gebruiken als er een hoogspanningsverdeling is. Met een hoge elasticiteitsmodulus zal het geleidermateriaal niet gevoelig zijn voor beschadiging door hoge spanning. De elektrische geleider is een vloeistof zoals kwik, een gas zoals neon en een vaste stof zoals metaal.

De kenmerken van het geleidermateriaal zijn

De kenmerken van het geleidermateriaal zijn onderverdeeld in twee soorten karakters, namelijk:

Elektrische kenmerken die een rol spelen om het vermogen van een geleider aan te tonen wanneer deze wordt bekrachtigd door een elektrische stroom.
Mechanische kenmerken die het vermogen van de geleider aangeven in termen van treksterkte.

Geleidende materialen

Materialen die gewoonlijk als geleiders worden gebruikt, zijn onder meer

Gewone metalen zoals koper, aluminium, ijzer.
Legeringsmetaal is een metaal gemaakt van koper of aluminium dat in een bepaalde hoeveelheid met andere metalen wordt gemengd. Dit is handig om de mechanische sterkte van metaal te vergroten.
Gelegeerd metaal, dat een mengsel is van twee of meer metaalsoorten gecombineerd door compressie, smelten of lassen.

Lees ook: Ondernemerschap begrijpen: doelen, kenmerken, kenmerken en voorbeelden

Elk geleidermateriaal heeft verschillende soorten weerstand. Hieronder volgen enkele van de meest gebruikte geleidermaterialen met hun typeweerstandswaarden als volgt:

Geleidermateriaal	Weerstandstype (Ohm m)
Zilver	1,59 x 10-8
Koper	1,68 x 10-8
Goud	2,44 x 10-8
Aluminium	2,65 x 10-8
Wolfraam	5,60 x 10-8
Ijzer	9,71 x 10-8
Platina	10,6 x 10-8
Kwik	98 x 10-8
Nicromine (een legering van Ni, Fe, Cr)	100 x 10-8

Het materiaal dat het meest als geleider wordt gebruikt, is koper. Kopermateriaal heeft een relatief kleine typeweerstandswaarde en een goedkope prijs en is overvloedig van aard.

Voorbeelden van geleidermaterialen

Hier zijn enkele voorbeelden van geleidermaterialen:

1. Aluminium

Zuiver aluminium heeft een massa van 2,7 g / cm3, een smeltpunt van 658 oC en is niet corrosief. Aluminium heeft een geleidbaarheid van 35 m / Ohm.mm2, ongeveer 61,4% van de geleidbaarheid van koper. Zuiver aluminium is gemakkelijk te vervormen doordat het zacht is met een treksterkte van 9 kg / mm2. Daarom wordt aluminium vaak gemengd met koper om zijn aantrekkingskracht te versterken. Het gebruik van aluminium omvat de geleider van ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced), ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced).

2. Koper

Koper heeft een hoge elektrische geleidbaarheid van 57 m / Ohm.mm2 bij 20 oC met een temperatuuruitzettingscoëfficiënt van 0,004 / oC. Koper heeft een treksterkte van 20 tot 40 kg / mm2. Het gebruik van koper als geleidend materiaal, bijvoorbeeld in geïsoleerde draad (NYA, NYAF), kabels (NYM, NYY, NYFGbY), stroomrails, gelamelleerde gelijkstroommachines op wisselstroommachines, enzovoort.

3. Kwik

Kwik is het enige metaal in vloeibare vorm met een specifieke weerstand van 0,95 Ohm.mm2 / m, een temperatuurcoëfficiënt van 0.00027 / oC. Het gebruik van kwik omvat als vulgas voor elektronische buizen, diffusiepompvloeistoffen, elektroden in instrumentmaterialen voor het elektrisch meten van vaste diëlektrische materialen en als vloeibaar vulmiddel voor thermometers.

Referentie : dirigent en isolator - The Physics Classroom