חומרים מוליכים במתקני חשמל

חוטים עשויים נחושת, אלומיניום, סגסוגותיהם וברזל (פלדה) משמשים כחלקים מוליכים במתקני חשמל.

נחושת היא אחד החומרים המוליכים הטובים ביותר. צפיפות נחושת ב-20 מעלות צלזיוס 8.95 גרם / סמ"ק, נקודת התכה 1083 מעלות צלזיוס. נחושת פעילה מעט מבחינה כימית, אך מתמוססת בקלות בחומצה חנקתית ומתמוססת בחומצות הידרוכלוריות וגופריתיות מדוללות רק בנוכחות מחמצנים (חמצן). באוויר, נחושת מתכסה במהירות בשכבה דקה של תחמוצת בצבע כהה, אך חמצון זה אינו חודר לעומק המתכת ומשמש כהגנה מפני קורוזיה נוספת. נחושת מתאימה את עצמה היטב לזיוף ולגלגול ללא חימום.

לייצור של חוטי חשמל מטילי נחושת אלקטרוליטיים מיושמים המכילים 99.93% נחושת טהורה.

מוליכות חשמלית של נחושת תלויה מאוד בכמות וסוג הזיהומים ובמידה פחותה בטיפול מכני ותרמי. התנגדות נחושת ב-20 מעלות צלזיוס היא 0.0172-0.018 אוהם x mm2 / m.

לייצור חוטים, נעשה שימוש בנחושת רכה, חצי קשה או קשה במשקל סגולי של 8.9, 8.95 ו-8.96 גרם / ס"מ.3, בהתאמה.

נחושת בסגסוגות עם מתכות אחרות נמצאת בשימוש נרחב לייצור חלקים חיים... הסגסוגות הבאות הן הנפוצות ביותר.

פליז - סגסוגת של נחושת עם אבץ, עם תכולה של לפחות 50% נחושת בסגסוגת, עם תוספות של מתכות אחרות. הִתנַגְדוּת פליז 0.031 - 0.079 אוהם x mm2 / m. יש להבחין בין פליז - פליז אדום עם תכולת נחושת של יותר מ-72% (יש לו תכונות פלסטיות גבוהות, אנטי קורוזיה ואנטי חיכוך) לבין פליז מיוחד עם תוספות של אלומיניום, פח, עופרת או מנגן.

מגע פליז

ברונזה - סגסוגת של נחושת ופח עם תוספים של מתכות שונות. בהתאם לתוכן המרכיב העיקרי של ברונזה בסגסוגת, הם נקראים פח, אלומיניום, סיליקון, זרחן, קדמיום. התנגדות ברונזה 0.021 - 0.052 אוהם x mm2/m.

פליז וברונזה נבדלים על ידי תכונות מכניות ופיזיקו-כימיות טובות. הם קלים לעיבוד על ידי יציקה ולחץ, עמידים בפני קורוזיה אטמוספרית.

אלומיניום - מבחינת איכויותיו, החומר המוליך השני אחרי הנחושת. נקודת התכה 659.8 מעלות צלזיוס. צפיפות אלומיניום ב-20 מעלות — 2.7 גרם / סמ"ק... אלומיניום קל ליציקה ועובד היטב. בטמפרטורה של 100 - 150 מעלות צלזיוס, אלומיניום מזויף וגמיש (ניתן לגלגל אותו ליריעות בעובי של עד 0.01 מ"מ).

מוליכות חשמלית של אלומיניום תלויה מאוד בזיהומים ומעט בטיפול מכני וחום. ככל שהרכב האלומיניום טהור יותר, כך מוליכותו החשמלית גבוהה יותר ועמידות טובה יותר בפני התקפה כימית.לעיבוד שבבי, לגלגול ולחישול יש השפעה משמעותית על החוזק המכני של האלומיניום. עבודה קרה של אלומיניום מגבירה את קשיותו, גמישותו וחוזק המתיחה שלו. התנגדות של אלומיניום ב-20 מעלות צלזיוס 0.026 - 0.029 אוהם x mm2/m.

בעת החלפת נחושת באלומיניום, יש להגדיל את חתך החוט ביחס למוליכות, כלומר פי 1.63.

עם אותה מוליכות, חוט האלומיניום יהיה קל פי 2 מנחושת.

לייצור חוטים נעשה שימוש באלומיניום המכיל לפחות 98% אלומיניום טהור, סיליקון לא יותר מ-0.3%, ברזל לא יותר מ-0.2%

לייצור חלקים חיים יש להשתמש בסגסוגות אלומיניום עם מתכות אחרות, למשל: Duralumin - סגסוגת של אלומיניום עם נחושת ומנגן.

סילומיניום - סגסוגת קלה של אלומיניום עם תערובת של סיליקון, מגנזיום, מנגן.

סגסוגות אלומיניום בעלות תכונות יציקה טובות וחוזק מכני גבוה.

להלן סגסוגות האלומיניום הנפוצות ביותר בהנדסת חשמל:

סגסוגת אלומיניום מחושלת בדרגה AD עם אלומיניום לא פחות מ-98.8 וזיהומים אחרים עד 1.2.

סגסוגת אלומיניום מחושלת בדרגה AD1 עם אלומיניום לא פחות מ-99.3 וזיהומים אחרים עד 0.7.

סגסוגת אלומיניום מחושלת, סוג AD31 עם אלומיניום 97.35 - 98.15 וזיהומים אחרים 1.85 -2.65.

סגסוגות של דרגות AD ו-AD1 משמשות לייצור תאים ומתות עבור סוגריים לחומרה. פרופילים וגומיות המשמשים לחוטי חשמל עשויים מסגסוגת דרגה AD31.

מוצרי סגסוגת אלומיניום, כתוצאה מטיפול בחום, מקבלים חוזק מרבי גבוה וצפיפות (זחילה).

ברזל - נקודת התכה 1539 מעלות צלזיוס. צפיפות הברזל היא 7.87. ברזל מתמוסס בחומצות, מתחמצן על ידי הלוגנים וחמצן.

סוגים שונים של פלדה משמשים בהנדסת חשמל, למשל:

פלדות פחמן - סגסוגות מזויפות של ברזל עם פחמן וזיהומים מתכתיים אחרים.

התנגדות של פלדות פחמן 0.103 - 0.204 אוהם x mm2/m.

פלדות סגסוגת - סגסוגות עם תוספות של כרום, ניקל ואלמנטים נוספים שנוספו לפלדת פחמן.

פלדות זה טוב תכונות מגנטיות.

כתוספים בסגסוגות וכן לייצור הלחמה וביצועים ציפוי מגן מתכות מוליכות חשמלית נמצאות בשימוש נרחב:

קדמיום היא מתכת ניתנת לעיבוד. נקודת ההיתוך של קדמיום היא 321 מעלות צלזיוס. התנגדות 0.1 אוהם x mm2/m. בהנדסת חשמל, קדמיום משמש להכנת הלחמות נמסות נמוכות ולציפוי מגן (ציפוי קדמיום) על פני השטח של מתכות. מבחינת תכונות האנטי קורוזיה שלו, קדמיום קרוב לאבץ, אך ציפויי קדמיום פחות נקבוביים ומיושמים בשכבה דקה יותר מאשר אבץ.

ניקל - נקודת התכה 1455 מעלות צלזיוס התנגדות של ניקל 0.068 - 0.072 אוהם x mm2/m. בטמפרטורות רגילות הוא אינו מתחמצן על ידי חמצן אטמוספרי. ניקל משמש בסגסוגות ולציפוי מגן (ציפוי ניקל) על פני המתכות.

פח - נקודת התכה 231.9 מעלות צלזיוס התנגדות של פח 0.124 - 0.116 אוהם x mm2 / m. פח משמש להלחמת ציפוי מגן (פחחות) של מתכות בצורה טהורה ובצורת סגסוגות עם מתכות אחרות.

עופרת - נקודת התכה 327.4 מעלות צלזיוס. התנגדות 0.217 - 0.227 אוהם x mm2/ m. עופרת משמשת בסגסוגות עם מתכות אחרות כחומר עמיד לחומצה. זה מתווסף לסגסוגות הלחמה (הלחמות).

כסף - מתכת ניתנת לגימור מאוד. נקודת ההיתוך של כסף היא 960.5 מעלות צלזיוס. כסף הוא המוליך הטוב ביותר של חום וחשמל.התנגדות כסף 0.015 — 0.016 אוהם x mm2/m. כסף משמש לציפוי מגן (כסף) על פני המתכות.

אנטימון - מתכת שבירה מבריקה, נקודת התכה 631 מעלות צלזיוס. אנטימון משמש כתוספים בסגסוגות הלחמה (הלחמות).

כרום - מתכת קשה ומבריקה. נקודת התכה 1830 מעלות צלזיוס. לא משתנה באוויר בטמפרטורות רגילות. התנגדות כרום 0.026 אוהם x mm2/m. כרום משמש בסגסוגות ולציפוי מגן (כרומינג) של משטחי מתכת.

אבץ - נקודת התכה 419.4 מעלות צלזיוס. התנגדות אבץ 0.053 - 0.062 אוהם x mm2/ m. באוויר לח, אבץ מתחמצן, מכסה את עצמו בשכבת תחמוצת המגנה מפני השפעות כימיות עוקבות. בהנדסת חשמל, אבץ משמש כתוסף בסגסוגות והלחמות, כמו גם לציפוי מגן (גלוון) על משטחי חלקי מתכת.