Materiali conduttivi negli impianti elettrici

I fili di rame, alluminio, loro leghe e ferro (acciaio) sono utilizzati come parti conduttive negli impianti elettrici.

Il rame è uno dei migliori materiali conduttivi. Densità del rame a 20 ° C 8,95 g / cm3, punto di fusione 1083 ° C. Il rame è chimicamente poco attivo, ma si dissolve facilmente in acido nitrico e si dissolve in acido cloridrico e solforico diluito solo in presenza di ossidanti (ossigeno). Nell'aria, il rame si ricopre rapidamente di un sottile strato di ossido di colore scuro, ma questa ossidazione non penetra in profondità nel metallo e funge da protezione contro un'ulteriore corrosione. Il rame si presta bene alla forgiatura e alla laminazione senza riscaldamento.

Per la produzione di cavi elettrici lingotti di rame elettrolitico applicati contenenti il ​​99,93% di rame puro.

La conducibilità elettrica del rame dipende fortemente dalla quantità e dal tipo di impurità e in misura minore dal trattamento meccanico e termico. La resistenza del rame a 20 ° C è 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Per la produzione dei fili viene utilizzato rame cotto, semicrudo o crudo con peso specifico rispettivamente di 8,9, 8,95 e 8,96 g/cm.3.

Il rame in leghe con altri metalli è ampiamente utilizzato per la produzione di parti in tensione... Le seguenti leghe sono le più utilizzate.

Ottone - una lega di rame con zinco, con un contenuto di almeno il 50% di rame nella lega, con aggiunte di altri metalli. Resistenza ottone 0,031 — 0,079 ohm x mm2 / m. Distinguere tra ottone - ottone rosso con un contenuto di rame superiore al 72% (ha un'elevata plasticità, proprietà anticorrosive e antifrizione) e ottone speciale con aggiunte di alluminio, stagno, piombo o manganese.

Contatto in ottone

Bronzo — una lega di rame e stagno con additivi di vari metalli. A seconda del contenuto del componente principale del bronzo nella lega, vengono chiamati stagno, alluminio, silicio, fosforo, cadmio. Resistenza del bronzo 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

Ottone e bronzi si distinguono per le buone proprietà meccaniche e fisico-chimiche. Sono facili da lavorare per colata e pressione, resistenti alla corrosione atmosferica.

Alluminio — in termini di qualità, il secondo materiale conduttivo dopo il rame. Punto di fusione 659,8 ° C. Densità dell'alluminio a 20 ° — 2,7 g / cm3... L'alluminio è facile da fondere e funziona bene. A una temperatura di 100 - 150 ° C, l'alluminio è forgiato e duttile (può essere arrotolato in fogli fino a 0,01 mm di spessore).

La conducibilità elettrica dell'alluminio dipende fortemente dalle impurità e poco dal trattamento meccanico e termico. Più pura è la composizione dell'alluminio, maggiore è la sua conducibilità elettrica e migliore resistenza all'attacco chimico.Lavorazione, laminazione e ricottura hanno un effetto significativo sulla resistenza meccanica dell'alluminio. La lavorazione a freddo dell'alluminio ne aumenta la durezza, l'elasticità e la resistenza alla trazione. Resistenza dell'alluminio a 20°C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/ m.

Quando si sostituisce il rame con l'alluminio, la sezione trasversale del filo deve essere aumentata rispetto alla conducibilità, ovvero di 1,63 volte.

A parità di conducibilità, il filo di alluminio sarà 2 volte più leggero del rame.

Per la produzione di fili viene utilizzato alluminio, contenente almeno il 98% di alluminio puro, silicio non più dello 0,3%, ferro non più dello 0,2%

Per la produzione di parti in tensione, utilizzare leghe di alluminio con altri metalli, ad esempio: Duralluminio - una lega di alluminio con rame e manganese.

Silumin — una lega leggera di alluminio con una miscela di silicio, magnesio, manganese.

Le leghe di alluminio hanno buone proprietà di colata e un'elevata resistenza meccanica.

Di seguito sono elencate le leghe di alluminio più utilizzate nell'ingegneria elettrica:

Lega di alluminio lavorato di classe AD con alluminio non inferiore a 98,8 e altre impurità fino a 1,2.

Lega di alluminio battuto classe AD1 con alluminio non inferiore a 99,3 e altre impurità fino a 0,7.

Lega di alluminio lavorato, classe AD31 con alluminio 97,35 — 98,15 e altre impurità 1,85 -2,65.

Le leghe dei gradi AD e AD1 sono utilizzate per la fabbricazione di alloggiamenti e matrici per staffe hardware. I profili e le gomme utilizzate per i cavi elettrici sono realizzati in lega di grado AD31.

I prodotti in lega di alluminio, a seguito del trattamento termico, acquisiscono un elevato limite massimo di resistenza e densità (creep).

Ferro — punto di fusione 1539 ° C. La densità del ferro è 7,87. Il ferro si dissolve negli acidi, viene ossidato da alogeni e ossigeno.

Diversi tipi di acciaio vengono utilizzati nell'ingegneria elettrica, ad esempio:

Acciai al carbonio: leghe forgiate di ferro con carbonio e altre impurità metallurgiche.

Resistenza degli acciai al carbonio 0,103 — 0,204 ohm x mm2/m.

Acciai legati: leghe con aggiunte di cromo, nichel e altri elementi aggiunti all'acciaio al carbonio.

Gli acciai sono buoni proprietà magnetiche.

Come additivi nelle leghe e per la produzione e le prestazioni della saldatura rivestimenti protettivi i metalli elettricamente conduttivi sono ampiamente utilizzati:

Il cadmio è un metallo malleabile. Il punto di fusione del cadmio è 321 ° C. Resistenza 0,1 ohm x mm2/m Nell'ingegneria elettrica, il cadmio viene utilizzato per preparare saldature a basso punto di fusione e per rivestimenti protettivi (rivestimento di cadmio) sulla superficie dei metalli. In termini di proprietà anticorrosive, il cadmio è vicino allo zinco, ma i rivestimenti di cadmio sono meno porosi e vengono applicati in uno strato più sottile rispetto allo zinco.

Nichel — punto di fusione 1455 ° C. Resistenza del nichel 0,068 — 0,072 ohm x mm2/m A temperature normali non è ossidato dall'ossigeno atmosferico. Il nichel viene utilizzato nelle leghe e per un rivestimento protettivo (nichelatura) sulla superficie dei metalli.

Stagno - punto di fusione 231,9 ° C. Resistenza dello stagno 0,124 - 0,116 ohm x mm2 / m Lo stagno viene utilizzato per saldare un rivestimento protettivo (stagnatura) di metalli in forma pura e sotto forma di leghe con altri metalli.

Piombo — punto di fusione 327,4 ° C. Resistività 0,217 — 0,227 ohm x mm2/ m Il piombo è utilizzato nelle leghe con altri metalli come materiale resistente agli acidi. Viene aggiunto alle leghe di saldatura (saldature).

Argento: un metallo molto malleabile e malleabile. Il punto di fusione dell'argento è 960,5 ° C. L'argento è il miglior conduttore di calore ed elettricità.Resistenza dell'argento 0,015 — 0,016 ohm x mm2/m L'argento è utilizzato per un rivestimento protettivo (argento) sulla superficie dei metalli.

Antimonio — metallo fragile lucido, punto di fusione 631 ° C. L'antimonio è usato come additivo nelle leghe di saldatura (saldature).

Cromo: un metallo duro e lucente. Punto di fusione 1830 ° C. Non cambia in aria a temperature normali. Resistenza al cromo 0,026 ohm x mm2/m Il cromo è utilizzato nelle leghe e per il rivestimento protettivo (cromatura) delle superfici metalliche.

Zinco — punto di fusione 419,4 ° C. Resistenza dello zinco 0,053 — 0,062 ohm x mm2/ m Nell'aria umida, lo zinco si ossida, coprendosi con uno strato di ossido che protegge dalle successive influenze chimiche. Nell'ingegneria elettrica, lo zinco viene utilizzato come additivo in leghe e saldature, nonché per un rivestimento protettivo (zincatura) sulle superfici delle parti metalliche.