Применение углеродных материалов в электротехнике

Поле: Основы электротехники

China

Углерод в различных формах и в сочетании с другими материалами широко используется в электротехнике. Электротехнические углеродные материалы производятся из графита и других форм углерода.
Углерод имеет следующие применения в электротехнике–

Для изготовления нити накала лампы накаливания
Для изготовления электрических контактов
Для изготовления резисторов
Для изготовления щеток для электрических машин, таких как машины постоянного тока, генераторы переменного тока.
Для изготовления элементов аккумуляторных батарей
Для изготовления углеродных электродов для электрических печей
Электроды для дугового освещения и сварки
Для изготовления компонентов для вакуумных клапанов и трубок
Для изготовления деталей для телекоммуникационного оборудования.

Применение углерода для изготовления нити накала лампы накаливания

Углерод используется в среде инертного газа для изготовления нити накала лампы накаливания. Удельное сопротивление углерода составляет около 1000-7000 мкОм·см, а температура плавления — около 3500°C. Это делает его подходящим для изготовления нити накала лампы накаливания. Коммерческая эффективность углеродной нити накала составляет 4,5 люмен на ватт или 3,5 ватта на свечу. Углерод вызывает чернение в лампе накаливания. Для предотвращения этого чернения температура работы ограничивается до 1800°C.

Применение углерода для изготовления электрических контактов

Углерод используется в виде волокон, полученных из полимеров путем пиролиза. Углеродные волокна показывают необычную механическую прочность под растягивающей нагрузкой. Эти углеродные волокна используются для увеличения механической прочности электрических контактов, которые подвергаются сжимающим или растягивающим нагрузкам во время работы. Эти углеродные волокна также снижают износ и повреждение электрических контактов. Кроме того, углерод, будучи проводником электричества, способствует передаче тока через электрический контакт, уменьшая контактное сопротивление.

Применение углерода для изготовления резисторов

Высокое удельное сопротивление, высокая температура плавления и низкий температурный коэффициент сопротивления делают углерод подходящим для производства резисторов. Резисторы, изготовленные из углерода, широко используются в электронных схемах.

Применение углерода для изготовления щеток для электрических машин постоянного тока и генераторов переменного тока

Графитовый углерод очень подходит для изготовления щеток для машин постоянного тока большой мощности и генераторов переменного тока. Щетки, изготовленные из графитового углерода, имеют следующие преимущества –

Щетки из графитового углерода имеют высокое контактное сопротивление. Высокое сопротивление щеток из графитового углерода помогает улучшить коммутацию.
Высокая термическая стабильность, что делает их пригодными для работы при высоких температурах, возникающих вследствие трения при работе вращающихся машин.
Самосмазывание между неподвижными щетками и вращающимися коллекторами или контактными кольцами, что уменьшает износ и повреждение коллектора или контактных колец.

Применение углерода для изготовления элементов сухих элементов

Углерод является важным элементом конструкции сухих элементов. Углерод используется для изготовления электродов для цинково-углеродных батарей (сухих элементов). Углеродный электрод работает как положительный полюс батареи. В сухих элементах углерод является инертным материалом, так как он не участвует в электрохимических реакциях, происходящих в сухих элементах.

Применение углеродных электродов для электрических печей

Графитовый углерод широко используется для производства электродов для электрических дуговых печей. В электрических дуговых печах, используемых для производства стали, уровень рабочей температуры составляет около 2760°C. Графитовый углерод является единственным доступным коммерческим материалом, который обладает высоким уровнем электропроводности и способностью выдерживать такие высокие температуры. Это делает его подходящим для изготовления электродов для электрических дуговых печей.

Применение графитового углерода для электродов дугового освещения и сварки

Графитовый углерод также широко используется для производства электродов для дугового освещения и сварки. Как уже упоминалось выше, графитовый углерод обладает высоким уровнем электропроводности и способностью выдерживать высокие температуры при дуговом освещении и сварке. Это делает его подходящим для изготовления электродов для дугового освещения и сварки.