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 проводникаУдельное электрическое сопротивление, Ом·мм²/м
Медь0,0175
Алюминий0,0300

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 проводникаТеплопроводность, Вт/(м·К)
Медь401
Алюминий202—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 проводникаТемпературный коэффициент сопротивления, 10-3/K
Медь4,0
Алюминий4,3

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 проводникаПредел прочности на разрыв, кг/м²
Медь27 – 44,9
Алюминий8 – 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 сплавТемпература, KТеплопроводность алюминиевого
сплава, Вт/(м·град)
АВ298…373…473…573176…180…184…189
АД1 нагартованный4…10…20…40…80…150…30050…130…260…400…250…220…210
АД31 закаленный, состаренный4…10…20…40…80…200…300…60035…87…170…270…230…200…190…190
АД33300…373…473…573140…151…163…172
АД35298…373…473…573170…174…178…182
АК4300…500…600…700145…160…170…170
АК6 закаленный, состаренный20…77…223…293…373…473…573…67335…90…192…176…180…184…184…189
АК8 закаленный, состаренный20…40…80…150…300…573…67350…72…100…125…160…180…180
АЛ1300…400…600130…140…150
АЛ220…77…29310…18…160
АЛ4300…473…673150…160…155
АЛ5300…473…573160…170…180
АЛ8300…473…67392…100…110
АМг1298…373…473…573…673184…188…192…188…188
АМг24…10…20…40…80…150…300…373…473…573…6734,6…12…25…49…77…100…155…159…163…164…167
АМг320…77…90…203…29341…86…89…123…132
АМг5 отожженный10…20…40…80…150…300…473…67310…20…40…66…92…130…130…150
АМг620…77…173…29313…43…75…92
АМц нагартованный4…10…20…40…80…150…300…473…573…67311…28…58…110…140…150…180…180…184…188
В93300…473…673160…170…160
В95300…473…673155…160…160
ВАД120…80…30030…61…160
ВАЛ1300…473…673130…150…160
ВАЛ5300…573…673150…160…160
ВД17300…673130…170
Д1298…373…473…573…673117…130…150…172…176
Д16 закаленный, состаренный10…20…40…80…150…300…373…473…5739…19…37…61…90…120…130…146…163
Д20 закаленный, состаренный20…40…80…150…300…373…473…573…67327…38…61…85…140…142…147…155…160
Д21298…373…473…573130…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:

металлудельное сопротивление, Ом·мтемпературный коэффициент, 1/°С* 10^-3
медь1,68*10^-83,9
алюминий2,82*10^-83,9
железо1*10^-75
серебро1,59*10^-83,8
золото2,44*10^-83,4
магний4,4*10^-83,9
олово1,09*10^-74,5
свинец2,2*10^-73,9
цинк5,9*10^-83,7

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:

сплавудельное сопротивление
манганин4,82*10^-7
константан4,9*10^-7
нихром1,1*10^-6
фехраль1,2*10^-6
хромаль1,2*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