חומרים בעלי עמידות נמוכה ונשאיות גבוהה: סקירה כללית
חומר בעל עמידות נמוכה או מוליכות גבוהה מוגדר כחומר המאפשר לזרם חשמלי לזרום בו בקלות. חומרים אלה הם מאוד שימושיים בהנדסת חשמל לייצור מכונות חשמליות, ציוד ומכשירים. הם משמשים גם כנושאי זרם לכל סוגי הסיבובים הנדרשים במכונות חשמליות, מכשירים וציוד. בנוסף, הם משמשים כנושאי זרם להעברה והפצה של אנרגיה חשמלית.
תכונות של חומרים בעלי עמידות נמוכה או מוליכות גבוהה
התכונות הבאות הן רצויות בחומרים בעלי עמידות נמוכה או מוליכות גבוהה:
מוליכות גבוהה ככל האפשר (ב kontakt אידיאלי אפס). זה אומר שהחומר מציג התנגדות מינימלית לזרם החשמלי ובכך מפחית את ההפסד באנרגיה ואת ייצור החום.
מקדם טמפרטורה של ההתנגדות נמוך ככל האפשר (ב kontakt אידיאלי אפס). זה אומר שהתנגדות החומר אינה משתנה באופן משמעותי עם הטמפרטורה ובכך שומר על תפקוד יציב לאורך טווח רחב של טמפרטורות.
נקודת צליעה גבוהה. זה אומר שהחומר יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות מבלי לאבד את צורתו או מוליכותו.
חוזק מכני גבוה. זה אומר שהחומר יכול להתנגד לעיוות, שבירה או ספיגה תחת מאמץ מכני או עומס.
פלגיות גבוהה. זה אומר שהחומר יכול להיות מתוח לצורות שונות בלי להישבר או להתקע.
עמידות גבוהה לנשך (חופשי מאוקסידציה). זה אומר שהחומר אינו מגיב עם חמצן או חומרים אחרים בסביבה ובכך שומר על מוליכותו ועל מראהו.
סולדרביליות. זה אומר שהחומר יכול להיות מסולדר בקלות כדי לחבר בין מנושאי הזרם או להצמיד רכיבים אחרים.
עלות נמוכה. זה אומר שהחומר הוא בר-מחירים ורחוק מידיים.
חיים ארוכים או קיום. זה אומר שהחומר אינו מתנוון או מתבלה עם הזמן ובכך שומר על איכותו ועל תפקודו.
מגננות גבוהה. זה אומר שהחומר יכול להתפתל או להתפתל מבלי להישבר או לאבד את מוליכותו.
התכונות הנ"ל משתנות בהתאם למטרה עבורן משמש החומר. למשל, חלק מהיישומים עשויים לדרוש מוליכות גבוהה יותר מאשר אחרים, בעוד שאחרים עשויים לדרוש חוזק מכני גבוה יותר מאשר אחרים.
גורמים המשפיעים על העמידות או מוליכות של חומרים
העמידות או המוליכות של חומר תלויים בכמה גורמים, כגון:
סוג החומר. חומרים שונים יש להם מבנים אטומיים ותבניות אלקטרונים שונות, שמכתיבות כמה בקלות אלקטרונים יכולים לעבור דרכם. בדרך כלל, מתכות יש להן עמידות נמוכה יותר מאשר לא-מתכות כי המתכות יש להם אלקטרונים חופשיים שיכול לשאת זרם חשמלי, בעוד לא-מתכות יש להם אלקטרונים מחוברים חזק שמתנגדים לזרם חשמלי.
טוהר החומר. כל פסול, בין אם מתכתי או לא-מתכתי, מגביר את העמידות של מתכות. אפילו פסול בעמידות נמוכה יגדיל את העמידות של מתכת. הסיבה לכך היא שהוספת פסול קטן יוצרת פגמים בשרשרת הגביש, שמבולגנים את זרימת האלקטרונים דרך המתכות. לכן, מתכות טהורות יש להן עמידות נמוכה יותר מאשר אלויים או תרכובות.
טמפרטורת החומר. העמידות של רוב החומרים מגבירה עם טמפרטורה כי טמפרטורה גבוהה גורמת לרעידות גדולות באטומים, שמבולגנים את תנועת האלקטרונים. עם זאת, חלק מהחומרים, כמו полупроводники, יש להם עמידות נמוכה בטמפרטורות גבוהות כי טמפרטורה גבוהה מגבירה את מספר האלקטרונים חופשיים הזמינים לוהירות.
צורת והגודל של החומר. העמידות של חומר היא תכונה פנימית שלא תלויה בצורתו והגודל שלו. עם זאת, ההתנגדות של מנושאי זרם תלויה בצורתו והגודל שלו כי ההתנגדות פרופוציונלית לאורך ולהיפוך שטח החתך. לכן, מנושאי זרם ארוכים ודקים יש להם התנגדות גבוהה יותר מאשר קצרים ורחבים.
דוגמאות לחומרים בעלי עמידות נמוכה או מוליכות גבוהה
כמה דוגמאות לחומרים בעלי עמידות נמוכה או מוליכות גבוהה הם:
כסף (Ag)
הכסף הוא המוליך הטוב ביותר מבין כל המתכות. יש לו מוליכות גבוהה ביותר ועמידות נמוכה ביותר מבין כל החומרים בטמפרטורת החדר. הוא גם ניתוך, ניתן ל悍接, 可延展, 抗腐蚀, 和可焊性。白银的主要缺点是成本非常高，这限制了它在电气机器和设备中的实际应用。然而，在研究中使用的贵重设备中仍然使用白银，因为成本不是问题。
特性：
电阻率：1.58 µΩ-cm
20°C 时的电阻温度系数：0.0038/°C
熔点：962°C
比重：10.49 g/cm³
đồng (Cu)
đồng là vật liệu dẫn điện có độ dẫn cao được sử dụng rộng rãi nhất cho các máy móc và thiết bị điện. Nó có tính năng uốn dẻo, hàn, hàn, kéo, chống ăn mòn và độ đàn hồi tốt. Đồng ở dạng tinh khiết có độ dẫn tốt, nhưng độ dẫn của đồng cấp tiêu chuẩn giảm do sự hiện diện của tạp chất.
特性：
电阻率：1.68 µΩ-cm
20°C 时的电阻温度系数：0.00386/°C
熔点：1085°C
比重：8.96 g/cm³
金 (Au)
金是一种珍贵且昂贵的金属，具有良好的导电性。金在所有金属中具有最高的延展性和可塑性，可以拉成非常细的丝而不会断裂。金还具有抗腐蚀性和可焊性。由于其高昂的成本，金的实际应用仅限于用于研究或装饰的贵重仪器。
特性：
电阻率：2.21 µΩ-cm
20°C 时的电阻温度系数：0.0034/°C
熔点：1064°C
比重：19.30 g/cm³
铝 (Al)
铝是一种银白色的轻质、柔软、非磁性且可延展的金属，具有低密度、高延展性、良好的耐腐蚀性和良好的导电性。铝是地壳中第三丰富的元素（仅次于氧和硅），也是最丰富的金属。铝的主要矿石是铝土矿。铝适合用作电力传输和分配的导体，因为它比铜更轻，具有相同的长度和截面。
特性：
