Malresisteca kaj Alta Kondukivaĵo Materialoj: Enkonduko
Malalta rezisteco aŭ alta kondukiveco estas difinita kiel materialo, kiu permesas al elektra fluo facile flui tra ĝi. Ĉi tiuj materialoj estas tre utilaj en elektrotekniko por la fabrikado de elektraj maŝinoj, aparatoj kaj iloj. Ili ankaŭ estas uzitaj kiel konduktoroj por ĉiuj specoj de bobinadoj necesaj en elektraj maŝinoj, aparatoj kaj iloj. Krome, ili estas uzitaj kiel konduktoroj en la transdonado kaj distribuado de elektra energio.
Proprecoj de Materialoj kun Malalta Rezisteco aŭ Alta Kondukiveco
La jenaj proprecoj estas dezirindaj en materialoj kun malalta rezisteco aŭ alta kondukiveco:
Eble plej alta kondukiveco (ideale nul). Tio signifas, ke la materialo oferas minimuman reziston al la elektra fluo kaj do minimumigas energian perdon kaj varmproduktadon.
Eble plej mala temperaturkoeficiento de rezisto (ideale nul). Tio signifas, ke la rezisto de la materialo ne ŝanĝiĝas signife kun temperaturo kaj do mantenas stabilan operacion en larĝa gamo de temperaturoj.
Alta fusmaltempo. Tio signifas, ke la materialo povas toleri altajn temperaturojn sen perdi sian formon aŭ kondukivecon.
Alta mekanika forto. Tio signifas, ke la materialo povas resisti deformiĝon, frakturegon aŭ usurpadon sub mekaniska streĉo aŭ ŝarĝo.
Alta duktilo. Tio signifas, ke la materialo povas esti tirita en dratoj aŭ aliaj formoj sen rompiĝo aŭ krakujo.
Alta korozieca rezisto (libera de oksidigo). Tio signifas, ke la materialo ne reagas kun oksigeno aŭ aliaj substancoj en la medio kaj do konservas sian kondukivecon kaj aspekton.
Soldabla. Tio signifas, ke la materialo povas esti facilmente soldita por unui konduktorojn aŭ aligi aliajn komponantojn.
Malalta kostprezo. Tio signifas, ke la materialo estas aforda kaj larĝe disponebla.
Longa vivo aŭ daŭro. Tio signifas, ke la materialo ne degeneriĝas aŭ deteriuras dum tempo kaj do konservas sian kvaliton kaj operacion.
Alta flekseblo. Tio signifas, ke la materialo povas bendi aŭ tordiĝi sen rompiĝo aŭ perdo de kondukiveco.
La supraj proprecoj varias laŭ la celo, por kiu la materialo estas uzata. Ekzemple, iuj aplikaĵoj povas postuli pli altan kondukivecon ol aliaj, dum iuj povas postuli pli altan mekanikan fortan ol aliaj.
Faktoroj Affectantaj la Rezistivecon aŭ Kondukivecon de Materialoj
La rezistiveco aŭ kondukiveco de materialo dependas de pluraj faktoroj, kiel ekzemple:
Tipo de materialo. Diferentaj materialoj havas malsamajn atomstrukturojn kaj elektronkonfiguraciojn, kiuj afektas kiom facile elektronoj povas moviĝi tra ili. Ĝenerale, metaloj havas pli malaltan rezistivecon ol nemetaloj, ĉar metaloj havas liberefluan elektronon, kiuj povas porti elektran fluon, dum nemetaloj havas forte ligitajn elektronojn, kiuj rezistas elektran fluon.
Pureco de materialo. Ajna impureco, ĉu metala aŭ nemetala, pligrandigas la rezistivecon de metaloj. Eĉ impureco de malalta rezisteco pligrandigos la rezistivecon de metalo. La kaŭzo estas, ke la aldono de eta impureco kreis perfektojn en la kristallara reto, kiuj perturbis la flugon de elektronoj tra metaloj. Do, puraj metaloj havas pli malaltan rezistivecon ol legometaloj aŭ kompondoj.
Temperaturo de materialo. La rezistiveco de plej multaj materialoj pligrandigas kun temperaturo, ĉar pli alta temperaturo kaŭzas pli multajn vibradojn en la atomoj, kiuj interfiras kun la moviĝo de elektronoj. Tamen, iuj materialoj, kiel duonkonduktoroj, havas pli malaltan rezistivecon je pli altaj temperaturoj, ĉar pli alta temperaturo pligrandigas la nombron de liberefluan elektronojn haveblajn por kondukado.
Formo kaj grandeco de materialo. La rezistiveco de materialo estas intrinseka propraĵo, kiu ne dependas de ĝia formo kaj grandeco. Tamen, la rezisto de konduktoro dependas de ĝia formo kaj grandeco, ĉar rezisto estas proporcia al longo kaj inverse proporcia al sekca areo. Do, pli longaj kaj pli mallarĝaj konduktoroj havas pli altan reziston ol pli mallongaj kaj pli larĝaj.
Ekzemploj de Materialoj kun Malalta Rezisteco aŭ Alta Kondukiveco
Iuj ekzemploj de materialoj kun malalta rezisteco aŭ alta kondukiveco estas:
Argento (Ag)
Argento estas la plej bona konduktoro de elektriĉo inter ĉiuj metaloj. Ĝi havas la plej altan kondukivecon kaj la plej malaltan rezistivecon inter ĉiuj materialoj je ĉambrotemperaturo. Ĝi estas ankaŭ malebla, ludebla, duktila, korozieca rezista kaj soldabla. La ĉefa malavantaĝo de argento estas, ke ĝi estas tre kostega, kio limigas ĝian praktikan uzon en elektraj maŝinoj kaj aparatoj. Tamen, ĝi ankoraŭ estas uzata en pretaj aparatoj uzataj por esploro, kie la kostprezo ne gravas.
Propraĵoj:
Rezistiveco: 1,58 µΩ-cm
Temperaturkoeficiento de rezisto je 20°C: 0,0038/°C
Fusmaltempo: 962°C
Specifa pezo: 10,49 g/cm³
Kupro (Cu)
Kupro estas la plej vaste uzata alta-kondukiva materialo kiel konduktoro por elektraj maŝinoj kaj aparatoj. Ĝi havas excelan maleblon, ludeblon, soldablonecon, duktilon, koroziecresistancon kaj flekseblon. Kupro en pura formo havas bonan kondukivecon, sed la kondukiveco de norma-grada kupro estas malpligrandigita pro la prezento de impurecoj.
Propraĵoj:
Rezistiveco: 1,68 µΩ-cm
Temperaturkoeficiento de rezisto je 20°C: 0,00386/°C
Fusmaltempo: 1085°C
Specifa pezo: 8,96 g/cm³
