Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 1

Сопротивление провода

Алюминиевая проводка

Данный тип проводки получил широкое распространение в жилых домах и квартирах всей страны еще во времена СССР. Встретить алюминий можно и сейчас, в любом доме старше 15-20 лет. Связано это было с такими параметрами сплава, как:

  • малый вес;
  • дешевизна.

Так как алюминий весит намного меньше меди, его больше применяют при прокладке линий электропередач, что позволяет уменьшить нагрузку на опоры, соответственно сэкономить на их изготовлении и монтаже. Согласно ПУЭ при монтаже новой сети не применяют алюминиевые кабели сечением менее 16 мм2. Не стоит сбрасывать со счетов и дешевизну, так как медь стоит дороже.

Минусы

Однако даже качественный алюминиевый провод имеет больше минусов, чем плюсов. К негативным моментам относят:

  • меньшая электрическая проводимость, чем у меди (разница в 2 раза);
  • способность окисляться при контакте с воздухом (в результате окисления на поверхности провода образуется слой, который не проводит электрический ток, что уменьшает полезное сечение и увеличивает сопротивление);
  • меньший срок службы (составляет 20-25 лет, после чего резко возрастает вероятность пожара из-за окисления и последующего нагревания контактов);
  • слабая механическая прочность (после нескольких изгибаний алюминиевый кабель легко ломается);
  • сложность монтажа (обеспечить необходимую проводимость придется в этом случае, выбирая кабели большего сечения, с которыми крайне неудобно работать. Такие кабели выпускаются только одножильными).

Композитные ТПЖ как средство улучшение экономических параметров проекта и их основные свойства

Возможным направлением улучшения экономических параметров объекта является переход на биметаллические токопроводящие жилы (ТПЖ) витых пар. Суть этого решения состоит в том, что центральная часть ТПЖ формируется из алюминия, а оболочка оставляется медной (так называемые омедненные токопроводящие жилы). Передаточные параметры витых пар с такой структурой на высоких частотах за счет поверхностного эффекта не отличаются от медных.

Сформированный из них кабель оказывается:

  • дешевле (цена меди примерно в 3 раза ниже);
  • прочнее;
  • легче (удельный вес меди в 3,5 раза больше по сравнению с алюминием).

Кабели с композитными ТПЖ обладают следующими недостатками:

  • несколько более высокое удельное сопротивление алюминия ограничивает возможности систем дистанционного питания РоЕ;
  • пропускная способность кабеля с омедненными проводами при равной протяженности линии будет ниже по сравнению с чисто медным аналогом.

Последнее определяется правилами передачи данных, принятыми для сетевых интерфейсов Ethernet — они функционируют в так называемой базовой полосе. За счет этого пропускную способность канала связи задают его параметры в низкочастотной области, в которой композитные ТПЖ дают заметно более высокое затухание по сравнению с чисто медными.

За счет сохранения внешнего диаметра проводов, шага скрутки и точности его поддержания, переходное затухание кабелей с медными и композитными ТПЖ отличий не имеет. Таким образом, шумовые параметры тракта на основе кабелей данных разновидностей не имеют существенных отличий.

отсюда

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать далее →

Теплопроводность представляет собой физическую величину, которая определяет способность материалов проводить тепло. Иными словами, теплопроводность представляет собой способность субстанций передавать кинетическую энергию атомов и молекул другим субстанциям, находящиеся в непосредственном контакте с ними. В СИ эта величина измеряется во Вт/(К*м) (Ватт на Кельвин-метр), что эквивалентно Дж/(с*м*К) (Джоуль на секунду-Кельвин-метр).

Характеристики медной проволоки

Отличительные особенности: высокая электро- и теплопроводность. Благодаря высокой пластичности, медная проволока является незаменимым материалом в качестве основы, для электрических устройств и проводов. Так же,  проволока из меди обладает хорошей гибкостью и прочна на излом. Не подвергается воздействию внешней среды, устойчива к коррозии.

Технические характеристики медной проволоки варьируются в зависимости от марки (М1, М2, М3).

Виды медной проволоки:

— по назначению: общие, для низкотемпературных термопар, крешерные;

— по форме: квадратное (или прямоугольное), шестигранное, круглое поперечные сечения;

— по ширине или диаметру сечения;

— по состоянию материала: твердая, полутвердая, мягкая (а так же все перечисленные состояния с повышенной пластичностью);

— по точности производства: нормальная, повышенная;

— по типу плакирования: покрытия с оловом, серебром, никелем;

— по марке: М1, М2, М3.

В свою очередь, твердая проволока, при ее прочной структуре, не обладает высокой гибкостью. Мягкую медную проволоку легко согнуть. Материал маркировки ММ, является основной деталью для токопроводящих кабелей и составляющих проводников разных сечений. Медная проволока становиться мягкой после операции отжига.

Цвет медной проволоки – золотисто-рыжий  или красновато-розовый. Поверхность меди блестит, до момента окисления (реакция при контакте с воздухом), после – происходит образование пленки из оксидов и блеск угасает.

На поверхности должны отсутствовать трещины, забои, расслоения, царапины, вмятины и иные дефекты, имеющие глубину больше предельного отклонения.  Потеки и пятна технологической смазки, покрасневшая поверхность – допускаются.

На рынке металлоизделий представлены также специальные типы медной проволоки:

— особый набор свойств имеет проволока МС, предназначена для связных линий по воздуху;

— эмалированные: ММЭ (мягкая эмалированная медь), МТЭ (твердая эмалированная медь);

— марки проволоки из безкислородной меди: ММБ (мягкая) и МТБ (твердая).

Медный прокат данного вида может выпускаться как из чистой меди, так и плакированный с покрытиями из Sn, Ni, Ag.  Устойчивость к окислению, стойкость при низкой или высокой температуре (до 750 ºС), антикоррозионные свойства, соединяет в себе проволока из меди и никеля. Использование Ni и Ag для плакирования, позволяет изготавливать качественную продукцию, используемую в: авиационной и космической обороне, электронике, телевизионной коммуникации и других областях.

Прочностные свойства проволоки на основе меди на порядок выше, чем алюминиевой.

Размеры и маркировка медных шин

Электрическая медная шина изготовляется толщиной от 4 мм до 30 мм и шириной от 16 мм до 120 мм. Длина полос, которые можно купить, находится в пределах от 2 м до 6 м. При производстве в обязательном порядке происходит скругление углов в поперечном сечении изделия.  

В основе производства электротехнических медных шин лежит медь маркировки М1 и более, где примеси составляют не больше 0,05% от общей массы.

Пример расшифровки обозначений.

ШММ 8,00х40,00:

— две первые буквы ШМ – шина медная;

— третья буква говорит о твердости сырья: М – мягкий материал, Т – твердый;

— цифрами обозначается размерность поперечного сечения в миллиметрах.

В случае, когда изделие произведено из меди бескислородной, в обозначение добавляется четвертая буква B.

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность. К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1. Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не влияющие на электропроводность основного металла, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Сопротивление — алюминий

Сопротивление алюминия выше, чем меди, однако он часто используется в тех случаях, когде важное значение имеет его малый вес. В линиях электропередачи, которые служат для передачи электрической энергии на большие расстояния, иногда используются алюминиевые провода, что позволяет уменьшить вес подвешиваемого к опорам провода.
 . Стыковая сварка сопротивлением алюминия вполне возможна, но лучшие результаты получаются при сварке оплавлением

В связи с очень большой склонностью алюминия к окислению оплавление должно протекать очень интенсивно, сопровождаясь быстрой осадкой.

Стыковая сварка сопротивлением алюминия вполне возможна, но лучшие результаты получаются при сварке оплавлением. В связи с очень большой склонностью алюминия к окислению оплавление должно протекать очень интенсивно, сопровождаясь быстрой осадкой.

Магнитосопротивление сверхчистого алюминия ( чистотой 99 999 % при температуре 4 2 К, подвергнутого холодной деформации и последующему отжигу.

В отличие от меди сопротивление алюминия выходит на насыщение в сравнительно слабых магнитных полях и при дальнейшем увеличении поля растет довольно медленно. Таким образом, при использовании в обмотке магнитов алюминия высокой чистоты необходимо проводить контролируемый отжиг после ее намотки и стремиться уменьшить в ней механические напряжения, возникающие при охлаждении и под действием электромагнитных сил.

Особенно неблагоприятное влияние на сопротивление алюминия коррозии оказывают добавки железа и меди.

На изменение температурного коэффициента сопротивления алюминия влияет не только температура, а также отжиг, чистота и степень нагартовки.

Сравнивая электрическое сопротивление и вес меди и алюминия, видим, что сопротивление алюминия больше сопротивления меди в 1 6 — 1 62 раза, а удельный вес меньше в 3 29 раза.

Замена медного обмоточного провода в обмотках силовых трансформаторов алюминиевым проводом затрудняется прежде всего тем, что удельное электрическе сопротивление алюминия существенно ( примерно в 1 6 раза) больше удельного сопротивления меди.

Высокая твердость анодных пленок ( 7 — 9 единиц по шкале Мооса) в сочетании с большой толщиной резко повышает сопротивление алюминия износу и эрозии, а также создает хорошие термо — и электроизоляционные слои на поверхности металла.

В отличие от меди отжиг практически не изменяет удельного сопротивления алюминия. Температурный коэффициент сопротивления алюминия а примерно такой же, как у меди.

Стык после сварки имеет значительное местное утолщение в виде грата ( фиг. Плотность тока при сварке сопротивлением алюминия примерно в 2 раза выше, чем при сварке стали ( при той же длительности про — Фиг. При сопоставлении плотности тока при при сварке алюминиевых сварке стали и цветных металлов необходимо стержней.

Зависимость удельной проводимости отожженного алюминия от содержания примесей ( в массовых долях.| Зависимость давления паров и скорости испарения алюминия от температуры.

Зависимости удельной проводимости алюминия от содержания примесей показаны на рис. 11.23. Из рисунка видно, что никель, кремний, цинк и железо в меньшей степени понижают удельную проводимость, чем магний, титан, ванадий и марганец. Удельное сопротивление алюминия в широком диапазоне температуры приведено на рис. 11.24 и рис. 11.14. Сопротивление Ra алюминия было показано на рис. 11.15, основные электромагнитные параметры приведены в табл. 11.4. При нормальной температуре ( — 20 С) и одинаковых сечениях и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного в 1 63 раза.

При погружении этого мотка проволоки в тающий лед мост оказывается уравновешенным ( через гальванометр не идет ток), если /, / 250 см. При погружении же алюминиевой проволоки в кипящую воду надо для уравновешивания моста переместить контакты так, чтобы / i 58 см, / 2 42 см. Вычислить по этим данным температурный коэффициент сопротивления алюминия.

Даже повышенное по сравнению с медью сопротивление алюминия является положительным фактором, увеличивая пусковой момент двигателя и снижая пусковой ток.

Области применения меди

Применение меди, как и наиболее схожего с ней по своим свойствам алюминия, хорошо известно — это производство кабельной продукции. Медные провода и кабели, характеризуются невысоким электрическим сопротивлением и особыми магнитными свойствами.

Для производства кабельной продукции применяются виды меди, характеризующиеся высокой чистотой. Если в ее состав добавить даже незначительное количество посторонних металлических примесей, к примеру, всего 0,02% алюминия, то электрическая проводимость исходного металла уменьшится на 8–10%.

Невысокий вес меди и ее высокая прочность, а также способность поддаваться различным видам механической обработки — это те свойства, которые позволяют производить из нее трубы, успешно использующиеся для транспортировки газа, горячей и холодной воды, пара.

Совершенно не случайно именно подобные трубы применяются в составе инженерных коммуникаций жилых и административных зданий в большинстве европейских стран. Медь, кроме исключительно высокой электропроводности, отличается способностью хорошо проводить тепло.

Благодаря этому свойству она успешно используется в составе следующих систем:

  • тепловые трубки;
  • кулеры, использующиеся для охлаждения элементов персональных компьютеров;
  • системы отопления и охлаждения воздуха;
  • системы, обеспечивающие перераспределение тепла в различных устройствах (теплообменники).

Металлические конструкции, в которых использованы медные элементы, отличаются не только небольшим весом, но и исключительной декоративностью. Именно это послужило причиной их активного использования в архитектуре, а также для создания различных интерьерных элементов.

Производство медной проволоки

Основными сплавами меди, для изготовления проволоки, являются — М1, М2, иногда М3. ГОСТ 859-2001 определяет химический состав. Процесс отбора, подготовку пробы и анализа на химический состав цветных металлов и сплавов выполняется по ГОСТ 24231-80.

Волочения является самым распространенным способом производства проволоки. Технология этого процесса в протягивании заготовки через отверстия необходимого диаметра (холодная деформация). Так, к примеру, производят медную проволоку диаметром 2 мм.

Медь вобрала в себя высокие пластические свойства и без проблем поддается холодной деформации

При производстве медной электротехнической проволоки, важно иметь возможность получения постоянного диаметра с отсутствием каверн и других возможных дефектов. Производят данный цветной прокат при помощи специальных установок, которые называются станами волочения

Основная рабочая деталь — волок станка, его производят из инструментальной стали, которая имеет повышенные прочностные свойства.  Волочильные глазки, представляющие собой одно или более отверстий, размещающихся в волоках. Проволочный диаметр зависит от рабочего диаметра отверстия.

Первый этап производства медной проволоки заключается в формировании толстой заготовки из катанки. При необходимости получения тонкой проволоки, заготовка поэтапно пропускается через волочильные глазки, диаметры которых уменьшаются. Такая технология позволяет производить проволоку, диаметр которой 0,2 мм, с наивысшей точностью.

При изготовлении проволоки, для получения качественной поверхности без дефектов, используют смазки для защиты, снижения степени трения между заготовками и стальными матрицами.  Заготовки и волоки находятся в постоянном охлаждении специальными смесями, водой или воздухом, т.к. повышенная температура влечет ухудшение качество готовой продукции. К примеру, таким способом, производится медная круглая электротехническая проволока, к которой предъявляют повышенные требования.

Волочение – это высокопроизводительный процесс, безотходное производство, вне зависимости от диаметра получаемого изделия.

Затем проволоку подвергают дальнейшей обработке, чтобы придать ей необходимых свойств. К примеру, при отжиге она приобретает мягкость. Электротехнические медные проволоки, подвергают лужению, другим методам обработки.

Готовая продукция поступает на склад или на отправку покупателю. Поставку в катушках, осуществляют для медной проволоки с диаметром меньше 1 мм, а при большем диаметре – прокат скручивается в бухты. Купить медную проволоку можно по следующим параметрам: Ø от 0,2 до 0,8 мм – в бухтах массой до 100 кг; Ø 0,8 — 1 мм – в катушках массой до 25 кг.

Медная проводка

При покупке или строительстве дома, квартиры желательно использовать этот тип проводки. Однако, имейте ввиду, что, заменив проводку в квартире вы еще не получили надежную и способную выдерживать большие нагрузки сеть. Не забывайте, что вводной кабель от лестничного щитка до квартиры в старых квартирах всегда выполнен из алюминия. Следует заменить этот участок, ведь его проводимость теперь слабое место новой сети.

Достоинства медной проводки

Сравнение параметров, представленных ниже с параметрами алюминия позволит сделать правильный выбор в дальнейшем. Медь, как материал для электропроводки имеет ряд достоинств, к которым относят:

  • хорошую проводимость (даже после окисления пленка на поверхности не препятствует прохождению электрического тока);
  • срок службы доходит до 50 лет;
  • высокую механическая прочность (жила легко выдерживает изгибание и скручивание до 10-15 раз);
  • легкость монтажа (промышленностью выпускается несколько видов проводов с различными параметрами и жилами, с которыми удобно работать).

Минус домашней сети из меди, наверное, один – это ее цена, однако, когда необходимо выполнить качественную проводку отдавайте предпочтение этому материалу.

В строительных магазинах можно приобрести провода из сплавов цинка, покрытых медным напылением. Они стоят дешевле, чем медные, однако и характеристики материалов уступают проводам из чистой меди.

При нехватке средств лучше выполнить комбинированную проводку, розеточную группу отдельно запитать медными проводами, рассчитанными на большую силу тока, а цепи освещения – алюминиевыми. Однако имейте в виду, что соединение алюминий и медь выполняют только через специальные зажимы или соединительные колодки, которые препятствуют прямому контакту меди и алюминия, вызывающему сильное окисление последнего. Из-за окисления стыка вырастает удельное сопротивление контакта, происходит нагрев и обгорание в итоге.

Рассмотрев характеристики легко прийти к выводу, что лучше для выполнения монтажных работ использовать медь, однако при необходимости можно выполнить сеть и из алюминия, вот только следить за ней придется тщательнее. Выбирать тот или иной тип проводки необходимо с учетом требований электробезопасности, ведь от этого зависит как долго прослужит сеть без необходимости вмешательства специалистов.

Характеристики медных шин

Электротехнические медные шины производятся по ГОСТу 434-78 и ТУ 48-0814-105-2000 из медных сплавов маркировки М0б, М1 либо М2, химический состав которых регламентируется ГОСТом 859-2001.

На сегодняшний день насчитывается около 20 маркировок меди, при этом для производства проката из данного сырья используют исключительно качественные марки, характеризующиеся высоким содержанием металла в своем составе.

ГОСТ 24231-80 регламентирует процесс отбора и подготовки проб материала для определения его химического состава.

Купить электротехническую медную шину можно в бухтах либо полосами по 2 — 4 метра длиной.  По форме поперечного сечения медная шина похожа на медную ленту, но имеет большую толщину.

Основные размеры медной шины:

•    По ширине: от 15 мм до 120 мм;

•    По длине: от 2 м до 6 м;

•    По толщине: от 3 мм до 30 мм.

Вес медной шины зависит от ее толщины, ширины и длины. Например, вес одного погонного метра электротехнической медной шины 50х5 – 2,23 кг, 40х4 – 1,43 кг, 100х10 – 8,91 кг, 120х10 – 10,69 кг, а вес медной шины 15х3 – всего 400 грамм.

Медная шина обладает хорошей пластичностью, высокой стойкостью к процессам коррозии, тепловой и электрической проводимостью.

Марка металлопроката говорит о чистоте сплава, его легирующих элементах и указывает на особенности методов изготовления.

Медная шина М0б (бескислородная)

Медная шина маркировки М0б представляет собой полосу, изготовленную из сплава бескислородной меди, не содержащую примесей, либо содержащую, но в самых малых количествах. Данная продукция хорошо поддается обработке температурами, всевозможной сварке и пайке высокими температурами.

Медные шины М1 и М2

Шины из меди маркировок М1 либо М2 изготовляются из сырья, содержащего кислород и требующего специальных условий для обработки сваркой либо пайкой. Данные изделия податливы к деформации в горячем либо холодном состоянии и отличаются высокой износостойкостью по истечению длительного времени использования.

В соответствии с состоянием материала, можно купить медную шину электротехническую  твердую – ШМТ, либо мягкую – ШММ.

Сравнение алюминиевых и медных проводов по техническим характеристикам

Для того, чтобы понять, чем отличается медь и алюминий, нужно рассмотреть и сравнить их технические характеристики.

Свойства проводников

Основными электрическими свойствами материала проводников являются их удельное электрическое сопротивление, теплопроводность и температурный коэффициент сопротивления. К механическим свойствам можно отнести вес, прочность, удлинение перед разрывом и срок службы в режиме нормальной работы.

Удельное электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление – это способность материала оказывать сопротивление электрическому току при его протекании через проводник. Эта характеристика вычисляется по формуле:

Ρ = r⋅S/l,

где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, r – сопротивление.

Для сравнения:

Материал проводника Удельное электрическое сопротивление, Ом·мм²/м
Медь 0,0175
Алюминий 0,0300

Как видно из этой таблицы, у меди удельное сопротивление ниже и, соответственно, она меньше нагревается и лучше проводит электрический ток.

Теплопроводность

Теплопроводность – это свойство проводника, которое показывает количество тепла, которое проходит в единицу времени через слой вещества

Для расчёта электрического кабеля данная характеристика является достаточно важной, так как от неё зависит безопасная эксплуатация электропроводки. Чем выше теплопроводность материала, тем он меньше нагревается и лучше отдает лишнее тепло

Для сравнения:

Материал проводника Теплопроводность, Вт/(м·К)
Медь 401
Алюминий 202—236

Температурный коэффициент сопротивления

При нагревании различных материалов их электропроводимость изменяется. Характеристикой, которая показывает это изменение называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Это значение выявляют с помощью специального измерителя ТКС и берут среднее значение этого коэффициента.

Для сравнения:

Материал проводника Температурный коэффициент сопротивления, 10-3/K
Медь 4,0
Алюминий 4,3

Чем меньше температурный коэффициент сопротивления, тем большей стабильностью обладает проводник.

Вес и электропроводимость проводника

Медь намного тяжелее алюминия. Её плотность составляет 8900 кг/м³, а плотность алюминия 2700 кг/м³. Это означает, что проводник из меди будет тяжелее аналогичного по размеру алюминиевого провода в 3,4 раза.

Важно понимать, что электропроводимость меди более чем на 50% выше, чем у алюминия и, соответственно, чтобы проводник из алюминия мог провести такой же ток он должен быть больше медного на 50%. Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала

Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала.

Удлинение перед разрывом и прочность

Электрический кабель может работать в различных режимах и условиях эксплуатации, поэтому при выборе проводника очень важно учитывать его стойкость к механическим нагрузкам. Сопротивление на разрыв – характеристика, которая учитывает прочность материала и противодействие разрушающей нагрузке

Для сравнения:

Материал проводника Предел прочности на разрыв, кг/м²
Медь 27 – 44,9
Алюминий 8 – 25

Исходя из анализа таблицы хорошо видно, что медь обладает высокой стойкостью к механическому воздействию и существенно превосходит алюминий по такой характеристике.

Срок службы

Срок службы электрической проводки зависит от условий эксплуатации и окружающей среды. Принято считать, что срок службы алюминиевого кабеля в нормальных условиях работы составляет 20-30 лет. В то же время медная проводка служит значительно дольше и срок её службы может достигать до 50 лет.

Теплопроводность алюминиевых сплавов

Представлена сводная таблица теплопроводности алюминиевых сплавов. В ней приведены значения теплопроводности распространенных алюминиевых сплавов (сплавы алюминия с кремнием, медью, магнием и цинком, литейные сплавы, дюралюминий) при различной температуре в диапазоне от 4 до 700К.

По данным таблицы видно, что теплопроводность алюминиевых сплавов в основном увеличивается с ростом температуры. Наибольшей теплопроводностью при комнатной температуре обладает такой сплав, как АД1 — его теплопроводность при этой температуре равна 210 Вт/(м·град). Более низкая теплопроводность свойственна в основном литейным алюминиевым сплавам, например АК4, АЛ1, АЛ8 и другим.

Температура в таблице в градусах Кельвина !

Таблица теплопроводности сплавов алюминия
Алюминиевый сплав Температура, K Теплопроводность алюминиевого
сплава, Вт/(м·град)
АВ 298…373…473…573 176…180…184…189
АД1 нагартованный 4…10…20…40…80…150…300 50…130…260…400…250…220…210
АД31 закаленный, состаренный 4…10…20…40…80…200…300…600 35…87…170…270…230…200…190…190
АД33 300…373…473…573 140…151…163…172
АД35 298…373…473…573 170…174…178…182
АК4 300…500…600…700 145…160…170…170
АК6 закаленный, состаренный 20…77…223…293…373…473…573…673 35…90…192…176…180…184…184…189
АК8 закаленный, состаренный 20…40…80…150…300…573…673 50…72…100…125…160…180…180
АЛ1 300…400…600 130…140…150
АЛ2 20…77…293 10…18…160
АЛ4 300…473…673 150…160…155
АЛ5 300…473…573 160…170…180
АЛ8 300…473…673 92…100…110
АМг1 298…373…473…573…673 184…188…192…188…188
АМг2 4…10…20…40…80…150…300…373…473…573…673 4,6…12…25…49…77…100…155…159…163…164…167
АМг3 20…77…90…203…293 41…86…89…123…132
АМг5 отожженный 10…20…40…80…150…300…473…673 10…20…40…66…92…130…130…150
АМг6 20…77…173…293 13…43…75…92
АМц нагартованный 4…10…20…40…80…150…300…473…573…673 11…28…58…110…140…150…180…180…184…188
В93 300…473…673 160…170…160
В95 300…473…673 155…160…160
ВАД1 20…80…300 30…61…160
ВАЛ1 300…473…673 130…150…160
ВАЛ5 300…573…673 150…160…160
ВД17 300…673 130…170
Д1 298…373…473…573…673 117…130…150…172…176
Д16 закаленный, состаренный 10…20…40…80…150…300…373…473…573 9…19…37…61…90…120…130…146…163
Д20 закаленный, состаренный 20…40…80…150…300…373…473…573…673 27…38…61…85…140…142…147…155…160
Д21 298…373…473…573 130…138…151…168

Сплавы

Разного рода добавки могут использоваться и специально для повышения прочности такого пластичного материала, как медь. Электропроводность ее они также снижают. Но зато их применение позволяет значительно продлить срок службы разного рода изделий.

Чаще всего в качестве повышающей прочность меди добавки используется Cd (0.9 %). В результате получается кадмиевая бронза. Ее проводимость составляет 90 % от проводимости меди. Иногда вместо кадмия в качестве добавки используют также алюминий. Проводимость этого металла составляет 65 % от этого же показателя меди. Для повышения прочности проводов в виде добавки могут применяться и другие материалы и вещества — олово, фосфор, хром, бериллий. В результате получается бронза определенной марки. Соединение меди с цинком называется латунью.

Удельное сопротивление различных проводников

Как бы то ни было, а при расчетах используется ρ именно в нормальных условиях. Приведем таблицу, по которой можно сравнить эту характеристику у разных металлов:

металл удельное сопротивление, Ом·м температурный коэффициент, 1/°С* 10^-3
медь 1,68*10^-8 3,9
алюминий 2,82*10^-8 3,9
железо 1*10^-7 5
серебро 1,59*10^-8 3,8
золото 2,44*10^-8 3,4
магний 4,4*10^-8 3,9
олово 1,09*10^-7 4,5
свинец 2,2*10^-7 3,9
цинк 5,9*10^-8 3,7

Как видно из таблицы, лучший проводник — это серебро. И только его стоимость мешает массово применять его в производстве кабеля. У.с. алюминия тоже небольшое, но меньше, чем у золота. Из таблицы становится понятно, почему проводка в домах либо медная, либо алюминиевая.

В таблицу не включен никель, у которого, как мы уже сказали, немного необычный график зависимости у. с. от температуры. Удельное сопротивление никеля после повышения температуры до 400 градусов начинает не расти, а падать. Интересно он ведет себя и в других сплавах замещения. Вот так ведет себя сплав меди и никеля в зависимости от процентного соотношения того и другого:

А этот интересный график показывает сопротивление сплавов Цинк — магний:

В качестве материалов для изготовления реостатов используют высокоомные сплавы, вот их характеристики:

сплав удельное сопротивление
манганин 4,82*10^-7
константан 4,9*10^-7
нихром 1,1*10^-6
фехраль 1,2*10^-6
хромаль 1,2*10^-6

Это сложные сплавы, состоящие из железа, алюминия, хрома, марганца, никеля.

Что касается углеродистых сталей, то оно составляет примерно 1,7*10^-7 Ом · м.

Разница между у. с. различных проводников определяет и их применение. Так, медь и алюминий массово применяются при производстве кабеля, а золото и серебро — в качестве контактов в ряде радиотехнических изделий. Высокоомные проводники нашли свое место среди производителей электроприборов (точнее, они и создавались для этого).

Изменчивость этого параметра в зависимости от условий внешней среды легла в основу таких приборов, как датчики магнитного поля, терморезисторы, тензодатчики, фоторезисторы.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации