Anvendelser af kulmaterialer i elektroteknik

Kulstof i forskellige former og kombinationer med andre materialer anvendes bredt i elektrisk teknik. Elektriske kulstofmaterialer produceres af grafit og andre former for kulstof.
Kulstof har følgende anvendelser i elektrisk teknik–

1. Til fremstilling af filamentet i glødelamper

2. Til fremstilling af elektriske kontakter

3. Til fremstilling af modstandere

4. Til fremstilling af børster til elektriske maskiner som DC-maskiner, alternatorer.

5. Til fremstilling af battericellelementer

6. Til fremstilling af kulstofelektroder til elektriske ovne

7. Buebelysning og svarelektroder

8. Til fremstilling af komponenter til vakuumventiler og rør

9. Til fremstilling af dele til telekommunikationsudstyr.

Anvendelse af kulstof til fremstilling af filamentet i glødelamper

Kulstof anvendes sammen med et inert gasmedium til at fremstille filamentet for glødelamper. Specifik resistivitet for kulstof er omkring 1000-7000 µΩ-cm, og smeltepunktet er omkring 3500oC. Dette gør det egnet til at fremstille filamentet for glødelamper. Kommerciel effektivitet for kulstof-filamentlamper er 4,5 lumen per watt eller 3,5 watt per candle power. Kulstof har en sortningsvirkning i glødelamper. For at undgå denne sortning begrænses arbejdstemperaturen til op mod 1800oC.

Anvendelse af kulstof til fremstilling af elektriske kontakter

Kulstof anvendes som fibre dannet ved pyrolyse af polymerer. Kulstoftråde viser en usædvanlig mekanisk styrke under spændingsbelastning. Disse kulstoftråde anvendes til at øge den mekaniske styrke af elektriske kontakter, der udsættes for komprimerende eller trækbelastninger under drift. Disse kulstoftråde reducerer også slitage af elektriske kontakter. Desuden bidrager kulstof, som er en leder af elektricitet, til at reducere kontaktresistansen.

Anvendelse af kulstof til fremstilling af modstandere

Høj resistivitet, højt smeltepunkt og lav temperaturkoefficient for modstand gør kulstof egnet til at producere modstandere. Modstandere lavet af kulstof anvendes bredt i elektroniske kredsløb.

Anvendelse af kulstof til fremstilling af børster til elektriske DC-maskiner og alternatorer

Grafitkulstof er meget egnet til at fremstille børster til store DC-maskiner og alternatorer. Børster lavet af grafitkulstof har følgende fordele –

• Grafitkulstofbørster har en høj kontaktresistans. Denne høje resistans hjælper med at forbedre kommutering.

• Høj termisk stabilitet – hvilket gør dem egnet til at modstå høje temperaturer, der opstår på grund af friktion under drift af roterende maskiner.

• Selvlubrication mellem stående børster og roterende kommutator eller slipringe. Dette reducerer slitage af kommutator eller slipringe.

Anvendelse af kulstof til fremstilling af tørcellelementer

Kulstof er et vigtigt element i konstruktionen af tørceller. Kulstof anvendes til at fremstille elektroder til zink-kulstof batterier (tørceller). Kulstofelektroden fungerer som den positive pol i batterier. I tørceller er kulstof et inert materiale, da det ikke deltar i de elektrokemiske reaktioner, der finder sted i tørceller.

Anvendelse af kulstofelektroder til elektriske ovne

Grafitkulstof anvendes bredt til at producere elektroder til elektriske bugeovne. I elektriske bugeovne, der anvendes til stålproduktion, er driftstemperaturen omkring 2760oC. Grafitkulstof er det eneste kommercielt tilgængelige materiale, der har en høj grad af elektrisk ledeevne og evnen til at modstå så høje temperaturer. Dette gør det egnet til at fremstille elektroder til elektriske bugeovne.

Anvendelse af grafitkulstof til buebelysning og svarelektroder

Grafitkulstof anvendes også bredt til at fremstille elektroder til buebelysning og svaring. Som nævnt ovenfor, har grafitkulstof en høj grad af elektrisk ledeevne og evnen til at modstå høje temperaturer under buebelysning og svaring. Dette gør det egnet til at fremstille elektroder til buebelysning og svaring.

Anvendelse af kulstof som komponent i vakuumventiler og rør

I vakuumventiler og rør anvendes kulstof til at overfladebehandle katode og grid for at beskytte mod mekanisk deformation, der opstår ved meget høje temperaturer under drift af vakuumventiler og rør. I høypower