کاربردهای مواد کربنی در مهندسی برق
کربن، به شکلهای مختلف و ترکیب با مواد دیگر، در مهندسی برق به طور گسترده استفاده میشود. مواد کربنی برق از گرافیت و فرمهای دیگر کربن ساخته میشوند.
کاربردهای کربن در مهندسی برق–
برای ساخت فیلامنت لامپ تابیده
برای ساخت تماسهای الکتریکی
برای ساخت مقاومتها
برای ساخت برسها برای ماشینهای الکتریکی مانند ماشینهای DC، ژنراتورهای همگام.
برای ساخت المانهای سلولهای باتری
برای ساخت الکترودهای کربنی برای فرانسهای الکتریکی
الکترودهای روشنایی قوسی و جوشکاری
برای ساخت المانهای ولومهای خلاء و لولهها
برای ساخت المانهای تجهیزات مخابراتی.
استفاده از کربن برای ساخت فیلامنت لامپ تابیده
کربن در محیط گاز غیرreaktive برای ساخت فیلامنت لامپ تابیده استفاده میشود. مقاومت الکتریکی کربن حدود ۱۰۰۰-۷۰۰۰ میکرو اهم-سانتیمتر و نقطه ذوب آن حدود ۳۵۰۰ درجه سانتیگراد است. این ویژگیها آن را برای ساخت فیلامنت لامپ تابیده مناسب میکنند. کارایی تجاری لامپ تابیده کربنی ۴.۵ لومن بر واط یا ۳.۵ واط بر قدرت شمعی است. کربن اثر سیاهشدن در لامپ تابیده دارد. برای جلوگیری از سیاهشدن لامپ، دمای عملیاتی محدود به ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد است.
استفاده از کربن برای ساخت تماسهای الکتریکی
کربن به صورت الیاف تشکیل شده از پلیمرها با پیرولیز استفاده میشود. الیاف کربن نشاندهنده مقاومت مکانیکی نامتعارف تحت بار کششی هستند. این الیاف کربن برای افزایش مقاومت مکانیکی تماسهای الکتریکی که در حین عملیات زیر بار فشاری یا کششی قرار میگیرند، استفاده میشوند. این الیاف کربن همچنین کاهش آسیب و سایش تماسهای الکتریکی را فراهم میکنند. علاوه بر این، کربن به عنوان رسانا الکتریکی، به انتقال جریان الکتریکی از طریق تماس الکتریکی کمک میکند و مقاومت تماس را کاهش میدهد.
استفاده از کربن برای ساخت مقاومتها
مقاومت بالا، نقطه ذوب بالا و ضریب دما پایین مقاومت کربن را برای ساخت مقاومتها مناسب میکنند. مقاومتها ساخته شده از کربن در مدارهای الکترونیکی به طور گسترده استفاده میشوند.
استفاده از کربن برای ساخت برسها برای ماشینهای DC و ژنراتورهای همگام
گرافیت کربن برای ساخت برسهای ماشینهای DC با رتبه بالا و ژنراتورهای همگام بسیار مناسب است. برسهای ساخته شده از گرافیت کربن مزایای زیر را دارند –
برسهای گرافیت کربن مقاومت تماس بالایی دارند. این مقاومت بالای گرافیت کربن به بهبود کommenutierung کمک میکند.
پایداری حرارتی بالا – که آنها را برای تحمل دماهای بالا که در نتیجه اصطکاک در حین عملیات ماشین چرخان ایجاد میشود، مناسب میکند.
خودروغندهی بین برسهای ثابت و کمونوتاتور یا حلقههای لیز. که کاهش آسیب و سایش کمونوتاتور یا حلقههای لیز را فراهم میکند.
استفاده از کربن برای ساخت المانهای سلول خشک
کربن یک عنصر مهم در ساخت سلولهای خشک است. کربن برای ساخت الکترودهای باتریهای روی-کربن (سلولهای خشک) استفاده میشود. الکترود کربن به عنوان قطب مثبت باتری عمل میکند. در سلولهای خشک، کربن یک ماده غیرفعال است زیرا در واکنشهای الکتروشیمیایی رخ داده در سلولهای خشک شرکت نمیکند.
استفاده از الکترودهای کربنی برای فرانسهای الکتریکی
گرافیت کربن به طور گسترده برای ساخت الکترودهای فرانسهای قوس الکتریکی استفاده میشود. در فرانسهای قوس الکتریکی مورد استفاده برای تولید فولاد، سطح دمای عملیاتی حدود ۲۷۶۰ درجه سانتیگراد است. گرافیت کربن تنها ماده تجاری موجود است که دارای سطح بالای رسانایی الکتریکی و توانایی تحمل چنین سطح بالایی از دما است. این ویژگیها آن را برای ساخت الکترودهای فرانسهای قوس الکتریکی مناسب میکنند.
استفاده از گرافیت کربن برای الکترودهای روشنایی قوسی و جوشکاری
گرافیت کربن نیز به طور گسترده برای ساخت الکترودهای روشنایی قوسی و جوشکاری استفاده میشود. همانطور که در بالا بحث شد، گرافیت کربن دارای سطح بالای رسانایی الکتریکی و توانایی تحمل دمای بالا در طول روشنایی قوسی و جوشکاری است. این ویژگیها آن را برای ساخت الکترودهای روشنایی قوسی و جوشکاری مناسب میکنند.
