Что лучше проводит ток олово или медь

Что лучше проводит ток: алюминий или медь?

Когда дело доходит до передачи электрического тока, одним из ключевых факторов, который необходимо учитывать при выборе проводников, являются их электропроводные свойства. В настоящее время два наиболее распространенных материала для проводов — это алюминий и медь. В этой статье мы рассмотрим, какой материал лучше проводит ток и почему.

Электропроводность алюминия и меди

Медь — это материал с очень высокой электропроводностью. Она является одним из лучших материалов для передачи тока и широко используется в электрических системах для передачи энергии. В сравнении с медью, алюминий имеет меньшую электропроводность, что означает, что он менее эффективно передает электрический ток.

Почему алюминий все еще используется

Несмотря на то, что алюминий имеет меньшую электропроводность, он все еще широко используется в электрических системах. Это связано с тем, что алюминий имеет несколько преимуществ перед медью в техническом плане. Он легче меди, что делает его более удобным для установки и транспортировки. Кроме того, алюминий дешевле меди, что делает его более доступным для использования в больших системах передачи энергии.

Проблемы с алюминием

Однако, использование алюминия в качестве проводника может привести к некоторым проблемам. Один из основных недостатков алюминия заключается в его склонности к окислению, что может привести к уменьшению эффективностипередачи тока. Кроме того, при использовании алюминия необходимо использовать больше проводника, чем при использовании меди, чтобы достичь такой же эффективности передачи тока. Это может повлечь за собой дополнительные затраты на оборудование и установку.

Еще одним проблемным моментом при использовании алюминия является его склонность к крошению и ломкости. Это может привести к нарушению целостности провод

ника и неправильной передаче тока.

Какой материал лучше для передачи тока?

В итоге, выбор между использованием алюминия или меди для передачи тока зависит от ряда факторов, в том числе от размера и типа системы, бюджета и других технических требований. Если эффективность передачи тока является наивысшим приоритетом, то медь является лучшим выбором. Однако, если бюджет и удобство транспортировки и установки являются более важными факторами, то алюминийможет быть более подходящим вариантом.

Также стоит отметить, что в некоторых случаях может использоваться сочетание меди и алюминия. Например, алюминий может использоваться для передачи тока на длинных расстояниях, а медь может использоваться в более коротких участках, где требуется большая точность передачи тока.

Выводы

В целом, выбор между алюминием и медью для передачи тока зависит от ряда факторов. Если вы ищете наиболее эффективный способ передачи тока, то медь является лучшим выбором. Однако, если бюджет и удобство транспортировки и установки являются более важными факторами, то алюминий может быть более подходящим вариантом. В любом случае, важно выбирать качественные проводники и профессиональных установщиков, чтобы гарантировать надежность и безопасность вашей электрической системы.

Интересует лазерная резка любых металлов и не только? Обращайтесь в компанию Мос-Лазер!

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ

Самые лучшие проводники электричества — металлы. Хорошей электропроводностью металлы опять-таки обя­заны свободным электронам.

Когда мы присоединяем лампочку, плитку или какой — нибудь другой электрический прибор к источнику тока, в проводах, в нити лампочки, в спирали плитки мгно­венно возникают большие изменения: электроны теряют прежнюю полную свободу движения и устремляются к положительному полюсу источника тока. Такой на­правленный поток электронов и есть электрический ток в металлах.

Поток электронов движется по металлу не беспрепят­ственно — он встречает на своём пути ионы. Движение от­дельных электронов тормозится. Электроны передают часть своей энергии ионам, благодаря чему скорость ко­лебательного движения ионов увеличивается. Это приво­дит к тому, что проводник нагревается.

Ионы разных металлов оказывают движению электро­нов неодинаковое сопротивление. Если сопротивление мало, металл нагревается током слабо, если же сопроти­вление велико, металл может раскалиться. Медные про­вода, подводящие ток к электрической плитке, почти не нагреваются, так как электрическое сопротивление меди ничтожно. А нихромовая спираль плитки раскаляется до­красна. Ещё сильнее нагревается вольфрамовая нить элек­трической лампочки.

Наиболее высокой электропроводностью отличаются серебро и медь, затем следуют золото, хром, алюминий, марганец, вольфрам и т. д. Плохо проводят ток железо, ртуть и титан. Если электропроводность серебра принять за 100, то электропроводность меди равна 94, алюминия— 55, железа и ртути — 2, а титана — лишь 0,3.

Серебро — металл дорогой и в электротехнике исполь­зуется мало, но медь применяется для изготовления прово­дов, кабелей, шин и других электротехнических изделий в громадных количествах. Электропроводность алюминия в 1,7 раза меньше, чем у меди, и поэтому алюминий приме­няется в электротехнике реже, чем медь.

Серебро, медь, золото, хром, алюминий, . свинец, ртуть. Мы видели, что в таком же приблизительно по­рядке стоят металлы и в ряду с постепенно убывающей теплопроводностью (см. стр. 33).

Наилучшие проводники электрического тока, как пра­вило, являются и наилучшими проводниками тепла. Между теплопроводностью и электропроводностью ме­таллов существует определённая связь, и чем выше электропроводность металла, тем обычно выше и его теплопроводность.

Чистые металлы всегда проводят электрический ток лучше, чем их сплавы. Это объясняется следующим обра­зом. Атомы элементов, составляющих примеси, вклини­ваются в кристаллическую решётку металла и нарушают её правильность. В результате решётка становится более серьёзной преградой для электронного потока.

Если в меди присутствуют ничтожные количества при­месей — десятые и даже сотые доли процента — электро­проводность её уже сильно понижается. Поэтому в элек­тротехнике используют преимущественно очень чистую медь, содержащую только 0,05% примесей. И наоборот, в тех случаях, когда необходим материал с высоким со­противлением— для реостатов[49]), для различных нагре­вательных приборов, применяются сплавы — нихром, ни­келин, константан и другие.

Электропроводность металла зависит также и от харак­тера его обработки. После прокатки, волочения и обработ­ки резанием электропроводность металла понижается. Это связано с искажением кристаллической решётки при обработке, с образованием в ней дефектов, которые тор­мозят движение свободных электронов.

Очень интересна зависимость электропроводности ме­таллов от температуры. Мы уже знаем, что при нагре­вании размах и скорость колебаний ионов в кристалли­ческой решётке металла увеличиваются. В связи с этим должно возрастать и сопротивление ионов электронному потоку. И действительно, чем выше температура, тем выше сопротивление проводника току. При температурах плавления сопротивление большинства металлов увеличи­вается в полтора-два раза.

При охлаждении происходит-обратное явление: бес­порядочное колебательное движение ионов в узлах ре­шётки уменьшается, сопротивление потоку электронов по­нижается и электропроводность увеличивается.

Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, учёные обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля, то-есть при темпера­турах около минус 273,16°, металлы полностью утрачи­вают электрическое сопротивление. Они становятся «иде­альными проводниками»: в замкнутом металлическом кольце ток не ослабевает долгое время, хотя кольцо уже не соединено с источником тока! Это явление названо сверхпроводимостью. Оно наблюдается у алю­миния, цинка, олова, свинца и некоторых других метал­лов. Эти металлы становятся сверхпроводниками при тем­пературах ниже минус 263°.

Как объяснить сверхпроводимость? Почему одни ме­таллы достигают состояния идеальной проводимости, а другие нет? На эти вопросы пока ещё нет ответа. Явле­ние сверхпроводимости имеет громадное значение для тео­рии строения металлов, и в настоящее время его изучают советские учёные. Работы академика Л. Д. Ландау и члена-корреспондента Академии наук СССР А. И. Шаль — никова в этой области удостоены Сталинских премий.

• МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
• ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ
• Рекомендации по выбору бизнеса
• Строительное оборудование МСД
• Тепловые насосы

что лучше проводит ток олово или медь?

навскидку медь, посмотрите удельное сопротивление в справочнике, их в интернете полно.

медь-у неё удельное сопротивление меньше

вот удельные сопротивления:

По моему шо, через олово уебет, шо через медь.

Источник: В детстве гвоздем тыкал в розетку.

. все зависит от диаметра иглы.

Источник: х.ф.»Кавказская пленница»

Похожие вопросы

Ваш браузер устарел

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

Какие проводниковые материалы применяются в электроустановках

Электрические проводники играют ключевую роль в современной электротехнике, обеспечивая надежную передачу электрического тока в различных устройствах и системах. От древних времен, когда металлическая проволока использовалась исключительно для механических целей, до сегодняшнего дня, когда она стала неотъемлемой частью электрических сетей, материалы для проводников претерпели значительные изменения.

В этой статье мы рассмотрим основные типы проводниковых материалов, такие как медь и алюминий, их свойства, а также применение в электроустановках. Познакомимся с историей развития проводников и узнаем, какие факторы влияют на их электропроводность.

Что такое проводник

Проводник представляет собой электрический материал, предназначенный для проведения тока. Проводники широко используются для изготовления различных элементов электрических устройств, токопроводящих жил проводов и кабелей.

Из глубокой древности дошло до нас изготовление металлической проволоки. Тысячу лет назад (в X в.) научились протягивать ее через глазок — отверстие в волочильной доске. Но проволока долго служила лишь для механических целей.

В ней ценили прочность. Но лет 350 назад, когда начали изучать электрические явления, у металлической проволоки обнаружилось новое замечательное свойство — способность проводить электрические заряды. Так, в руках человека проволока стала электрическим проводом. Оказалось, что среди металлов особенно хорошей электропроводностью отличаются медь и алюминий (не считая драгоценных металлов).

Современные электрические провода и кабели делаются из очень чистой меди — до 99,93%, так как примеси увеличивают сопротивление току. Алюминий проводит ток несколько хуже. Поэтому провода из него приходится делать толще медных (при одинаковой величине тока).

Кстати, который из этих проводов окажется тяжелее: медный или алюминиевый?

Решим небольшую задачу. Удельное сопротивление меди 0,017, а алюминия 0,029. Значит, алюминий проводит ток в 1,7 раза хуже меди и во столько же раз провода из него приходится делать толще. Зато удельный вес меди 8,9 г/см 3 , а алюминия всего 2,7 г/см 3 — в 3,3 раза меньше. Значит, алюминиевый провод, несмотря на свою большую толщину, все-таки будет в 3,3:2,7 — почти в 2 раза легче медного.

Проводниковые материалы в электроустановках

Классификация полупроводниковых материалов

Итак, в качестве токопроводящих частей в электроустановках применяют проводники из меди, алюминия, их сплавов и железа (стали).

Медь является одним из лучших токопроводящих материалов. Плотность меди при 20°С 8,95 г/см 3 , температура плавления 1083° С. Медь химически мало активна, но легко растворяется в азотной кислоте, а в разбавленной соляной и серной кислотах растворяется только в присутствии окислителей (кислорода). На воздухе медь быстро покрывается тонким слоем окиси темного цвета, но это окисление не проникает в глубь металла и служит защитой от дальнейшей коррозии. Медь хорошо поддается ковке и прокатке без нагрева.

Для изготовления электрических проводников применяется электролитическая медь в слитках, содержащих 99,93% чистой меди.

Электролитическая медь, благодаря своей высокой чистоте, обеспечивает отличную электропроводность и минимальное сопротивление, что делает её идеальной для использования в качестве материала для проводников. Кроме того, медь обладает хорошей теплопроводностью, что позволяет эффективно отводить тепло, возникающее при прохождении электрического тока.

Медные шины с трансформаторами тока в распределительном устройстве

Электропроводность меди сильно зависит от количества и рода примесей и в меньшей степени от механической и термической обработки. Удельное сопротивление меди при 20° С составляет 0,0172—0,018 ом х мм 2 /м.

Для изготовления проводников применяют мягкую, полутвердую или твердую медь с удельным весом соответственно 8,9, 8,95 и 8,96 г/см 3 .

Для изготовления деталей токоведущих частей широко используется медь в сплавах с другими металлами . Наибольшее применение получили следующие сплавы.

Латуни — сплав меди с цинком, с содержанием в сплаве не менее 50% меди, с присадкой других металлов. Удельное сопротивление латуни 0,031 — 0,079 ом х мм 2 /м. Различают латунь — томпак с содержанием меди более 72% (обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами) и специальные латуни с присадкой алюминия, олова, свинца или марганца.

Латуни, обогащенные присадками, приобретают уникальные свойства, делающие их пригодными для специфических применений. Например, добавление алюминия увеличивает коррозионную стойкость и прочность, олово улучшает антикоррозионные свойства, свинец обеспечивает лучшую обрабатываемость, а марганец повышает прочность и износостойкость.

Бронзы — сплав меди с оловом с присадкой различных металлов. В зависимости от содержания в сплаве главного компонента бронзы называют оловянистыми, алюминиевыми, кремниевыми, фосфористыми, кадмиевыми. Удельное сопротивление бронзы 0,021 — 0,052 ом х мм 2 /м.

Латуни и бронзы отличаются хорошими механическими и физико-химическими свойствами. Они легко обрабатываются литьем и давлением, устойчивы против атмосферной коррозии.

Медь и алюминий — самые распространенные проводниковые материалы в электротехники

Алюминий — по своим качествам второй после меди токопроводящий материал. Температура плавления 659,8° С. Плотность алюминия при температуре 20° — 2,7 г/см 3 . Алюминий легко отливается и хорошо обрабатывается. При температуре 100 — 150° С алюминий ковок и пластичен (может быть прокатан в листы толщиной до 0,01 мм).

Электропроводность алюминия сильно зависит от примесей и мало от механической и тепловой обработки. Чем чище состав алюминия, тем выше его электропроводность и лучше противодействие химическим воздействиям. Обработка, прокатка и отжиг значительно влияют на механическую прочность алюминия. При холодной обработке алюминия увеличивается его твердость, упругость и прочность на растяжение. Удельное сопротивление алюминия при 20° С 0,026 — 0,029 ом х мм 2 /м.

При замене меди алюминием сечение проводника должно быть увеличено в отношении проводимостей, т. е. в 1,63 раза.

При равной проводимости алюминиевый проводник будет в 2 раза легче медного.

Для изготовления проводников применяют алюминий, содержащий не менее 98% чистого алюминия, кремния не более 0,3%, железа не более 0,2%

Для изготовления деталей токоведущих частей используют алюминиевые сплавы с другими металлами , например: Дюралюмины — сплав алюминия с медью и марганцем.

Силумин — легкий литейный сплав из алюминия с примесью кремния, магния, марганца.

Алюминиевые сплавы обладают хорошими литейными свойствами и высокой механической прочностью.

Наибольшее применение в электротехнике получили следующие алюминиевые сплавы :

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД , имеющий алюминия не менее 98,8 и прочих примесей до 1,2.

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД1 , имеющий алюминия не менее 99,3 н прочих примесей до 0,7.

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД31 , имеющий алюминия 97,35 — 98,15 и прочих примесей 1,85 -2,65.

Сплавы марок АД и АД1 применяются для изготовления корпусов и плашек аппаратных зажимов. Из сплава марки АД31 изготовляют профили и шины, применяемые для электрических токопроводов.

Изделия из алюминиевых сплавов в результате термической обработки приобретают высокие пределы прочности н текучести (ползучести).

Железо — температура плавления 1539°С. Плотность железа — 7,87. Железо растворяется в кислотах, окисляется галогенами и кислородом.

В электротехнике применяют стали различных марок, например:

Углеродистые стали — ковкие сплавы железа с углеродом и с другими металлургическими примесями.

Удельное сопротивление углеродистых сталей 0,103 — 0,204 ом х мм 2 /м.

Легированные стали — сплавы с дополнительно вводимыми в углеродистую сталь присадками хрома, никеля и других элементов.

Сталеалюминиевые провода высоковольтных линий электропередачи

В качестве добавок в сплавы, а также для изготовления припоев и осуществления защитных покрытий токопроводящих металлов широко применяют:

Кадмий — ковкий металл. Температура плавления кадмия 321°С. Удельное сопротивление 0,1 ом х мм 2 /м. В электротехнике кадмий применяется для приготовления легкоплавких припоев и для защитных покрытий (кадмировання) поверхности металлов. По своим антикоррозийным свойствам кадмий близок к цинку, но кадмиевые покрытия менее пористы и наносятся более тонким слоем, чем цинковые.

Никель — температура плавления 1455°С. Удельное сопротивление никеля 0,068 — 0,072 ом х мм 2 /м. При обычной температуре не окисляется кислородом воздуха. Никель применяется в сплавах и для защитного покрытия (никелирования) поверхности металлов.

Олово — температура плавления 231,9°С. Удельное сопротивление олова 0,124 — 0,116 ом х мм 2 /м. Олово применяется для пайки защитного покрытия (лужения) металлов в чистом виде и в виде сплавов с другими металлами.

Свинец — температура плавления 327,4°С. Удельное сопротивление 0,217 — 0,227 ом х мм 2 /м. Свинец применяется в сплавах с другими металлами как кислотоупорный материал. Добавляется в паяльные сплавы (припои).

Плавка вставка предохранителя из свинца (плавкие вставки предохранителей могут изготавливаться из меди, цинка, свинца или серебра)

Серебро — очень ковкий, тягучий металл. Температура плавления серебра 960,5°С. Серебро — лучший проводник тепла и электрического тока. Удельное сопротивление серебра 0,015 — 0,016 ом х мм 2 /м. Серебро применяется для защитного покрытия (серебрения) поверхности металлов.

Сурьма — блестящий хрупкий металл, температура плавления 631°С. Сурьма применяется в виде добавок в паяльные сплавы (припои).

Хром — твердый, блестящий металл. Температура плавления 1830°С. На воздухе при обычной температуре не изменяется. Удельное сопротивление хрома 0,026 ом х мм 2 /м. Хром применяется в сплавах и для защитного покрытия (хромирования) металлических поверхностей.

Цинк — температура плавления 419,4°С. Удельное сопротивление цинка 0,053 — 0,062 ом х мм 2 /м. Во влажном воздухе цинк окисляется, покрываясь слоем окиси, являющимся защитным по отношению к последующим химическим воздействиям. В электротехнике цинк применяется в качестве добавок в сплавы и припои, а также для защитного покрытия (цинкования) поверхностей металлических деталей.

Такие проводниковые материалы, как медь, серебро, алюминий, платина, золото, молибден, вольфрам и металлокерамика используются в контактах электрических аппаратов (смотрите — Какие материалы используются для изготовления контактов электрических аппаратов).

Проводники электрического тока, не являющиеся металлами, также можно найти в окружающей среде. К ним относится графит, аллотроп обычного углерода. Углерод сам по себе является изолятором.

Ионные жидкости и электролиты также являются проводниками, используемыми в батареях и топливных элементах. Они проводят ток за счет движения ионов, что отличается от электронной проводимости в металлах.

Вода, загрязненная и обогащенная солями, становится проводником благодаря ионной проводимости. Это свойство может привести к нежелательным коротким замыканиям, когда электрический ток находит путь через такую воду. Следовательно, важно обеспечить надежную изоляцию электрических компонентов, чтобы предотвратить такие инциденты.

Кабель с медными жилами, подключенный к клеммнику в электрошкафу

Материалы жил проводов и кабелей

В качестве материала для электропроводящих жил этих кабелей чаще всего используют алюминий и медь.

Поскольку алюминий имеет проводимость примерно на 60% меньше, чем у меди, для той же цели необходимо выбрать жилу большего сечения, и в результате кабель будет прочнее. Тем не менее, он значительно легче и дешевле медного кабеля того же размера.

Тем не менее, в последнее время от алюминиевых жил в проводах и каблях отказались, особенно в бытовых распределительных сетях, где алюминий зарекомендовал себя отрицательно из-за неудовлетворительных механических свойств. Он хрупкий и проводники легко рвутся, со временем окисляется и покрывается слоем непроводящего Al₂O₃, что увеличивает переходное сопротивление в клеммах.

Кроме того, при прохождении электрического тока он увеличивает свой объем и температуру, вследствие чего постепенно деформируется и расшатывается в зажимах. Поэтому алюминиевые контакты должны быть постоянно подтянуты.

В этом случае медь практически идеальна для производства электропроводящих жил, это второй после серебра проводящий металл в нормальных условиях, с очень хорошей обрабатываемостью и хорошей стойкостью к атмосферной коррозии.

Однако медь отрицательно реагирует с некоторыми компонентами изоляции (резина, сера) или другими металлами, например, в экранировании кабелей, и для этих случаев применения ее электролитически или горячим способом покрывают серебром или оловом в слой от 0,002 до 0,015 мм.

В кабельной промышленности применяют электролитически рафинированную тянуто-отожженную медь чистотой 99,95-99,99% с наибольшим удельным электрическим сопротивлением 17,24·10 -9 Ом·м.

Кабели для различных напряжений различаются как по материалу, так и по технологии производства.

Проводники и изоляторы

Металлический провод сыграл важнейшую роль в развитии электротехники. Но, чтобы проложить току хорошие пути, нужны не только хорошие проводники. Необходимы и такие материалы, которые, наоборот, плохо проводят электричество. Они называются изоляторами.

Дело в том, что пути электрического тока — провода — надо хорошо изолировать от всех окружающих предметов: от земли, воды, металлических и других проводящих тел, а также от людей.

Из неизолированных проводов электричество легко растекалось бы по окружающим проводящим предметам и уходило бы через них в землю. От этого терялась бы драгоценная энергия.

Для организма же человека ток представляет большую опасность. Вот почему электрические провода и кабели тщательно изолируют.

Их покрывают пластмассой, резиной, лаком, шелковыми и другими нитками, отделяют от стен и опор фарфоровыми изоляторами. И чем выше напряжение, тем лучше, надежнее должна быть изоляция проводников. Нужна, как говорят, большая электрическая прочность изоляции, иначе она будет пробита электрическим разрядом.

Из всего многообразия природных веществ электрики выделили две нужные им группы — хорошие проводники и хорошие изоляторы. Эти материалы — антагонисты — стали неразлучными союзниками, и лишь в их тесном единении была создана сеть окружающих нас каналов электрического тока.

Основные материалы для проводников, медь выделяется высокой электропроводностью и химической стойкостью, а алюминий — легкостью и хорошей обрабатываемостью. Латуни и бронзы используются для деталей токоведущих частей благодаря своим механическим и физико-химическим свойствам. Важность изоляции проводников подчеркивается для предотвращения потерь энергии и обеспечения безопасности. Прогресс в материалах проводников способствует развитию электротехники, обеспечивая более эффективную и безопасную передачу электроэнергии.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: