ELEKTRIK ILETKENLERI: TÜRLERI VE ANA ÖZELLIKLERI - FIZIKSEL

Elektrik iletkenlerinin veya iletken materyaller spesifik özellikleri verilen elektrik akımı akışına çok az direnç sahip olanlar bulunmaktadır. Elektrik iletkenlerinin atomik yapısı, elektronların içlerinden hareketini kolaylaştırır ve bu tür bir eleman elektrik iletimini kolaylaştırır.

İletkenler çeşitli şekillerde sunulabilir, bunlardan biri, elektrik devrelerinin bir parçası olması için yapılmamış metal çubuklar (çubuklar) gibi belirli fiziksel koşullarda bulunan malzemelerdir. Bir elektrik tesisatının parçası olmamalarına rağmen, bu malzemeler her zaman iletken özelliklerini korurlar.

Ayrıca, mesken ve endüstriyel ortamlarda elektrik devrelerinin bağlantı elemanları olarak resmi olarak kullanılan tek kutuplu veya çok kutuplu elektrik iletkenleri de vardır. Bu tip bir iletken, içeride bakır teller veya başka tip metalik malzeme ile, bir yalıtım yüzeyi ile kaplanmış olarak oluşturulabilir.

Ek olarak, devre konfigürasyonuna bağlı olarak, konut uygulamaları için iletkenler (ince) veya elektrik dağıtım sistemlerindeki yer altı muslukları için kablolar (kalın) farklılaştırılabilir.

Bu makalenin amaçları doğrultusunda, saf haldeki iletken malzemelerin özelliklerine odaklanacağız; Ayrıca günümüzde en çok kullanılan iletken malzemelerin hangileri olduğunu ve nedenlerini bileceğiz.

karakteristikleri

Elektrik iletkenleri, elektrik akımının içlerinden geçişine fazla direnç göstermemeleriyle karakterize edilir; bu, yalnızca elektriksel ve fiziksel özellikleri sayesinde mümkündür, bu da iletken boyunca elektrik dolaşımının deformasyona veya tahribata neden olmadığını garanti eder. söz konusu malzemenin.

Elektriksel özellikler

Elektrik iletkenlerinin temel elektriksel özellikleri aşağıdaki gibidir:

İyi iletkenlik

Elektrik iletkenleri, elektrik enerjisini taşıma işlevini yerine getirmek için iyi bir elektrik iletkenliğine sahip olmalıdır.

Uluslararası Elektroteknik Komisyonu, 1913'ün ortalarında, saf haldeki bakırın elektriksel iletkenliğinin diğer iletken malzemelerin iletkenliğini ölçmek ve karşılaştırmak için bir referans görevi görebileceğini belirledi.

Böylece, Uluslararası Tavlı Bakır Standardı (İngilizce kısaltması için IACS) oluşturulmuştur.

Kabul edilen bir referans değeri 5.80 X 10 eşittir 20 ° C de uzunluk olarak bir metre ve kütle bir gram tavlanmış bir bakır tel iletkenliği ⁷ Sm ^-1 . Bu değer% 100 elektriksel iletkenlik IACS olarak bilinir ve iletken malzemelerin iletkenliğini ölçmek için bir kriterdir.

% 40'tan fazla IACS'ye sahipse, iletken bir malzeme bu şekilde kabul edilir. İletkenliği% 100 IACS'nin üzerinde olan malzemeler, yüksek iletkenliğe sahip malzemeler olarak kabul edilir.

Atomik yapı akımın geçişine izin verir

Atom yapısı elektrik akımının geçişine izin verir, çünkü atomların valans kabuklarında çok az elektron vardır ve bu elektronlar atomun çekirdeğinden ayrılır.

Açıklanan konfigürasyon, elektronların bir atomdan diğerine geçmesi için büyük miktarda enerjiye gerek olmadığı anlamına gelir ve bu da elektronların iletken boyunca hareketini kolaylaştırır.

Bu tür elektronlara serbest elektron denir. Atomik yapı boyunca yerleşimleri ve hareket özgürlükleri, iletken boyunca elektrik dolaşımını iletken kılan şeydir.

Birleşik çekirdekler

İletkenlerin moleküler yapısı, kohezyonu nedeniyle pratik olarak hareketsiz kalan, sıkı sıkıya bağlı bir çekirdek ağından oluşur.

Bu, molekül içinde çok uzakta bulunan elektronların serbestçe hareket ettikleri ve bir elektrik alanının yakınlığına tepki verdikleri için hareketini iletken hale getirir.

Bu reaksiyon, elektronların belirli bir yönde hareketini indükleyerek, elektrik akımının iletken malzeme boyunca dolaşımına izin verir.

Elektrostatik denge

Belirli bir yüke maruz bırakılarak, iletken malzemeler sonunda, malzeme içindeki yüklerin hareketinin gerçekleşmediği bir elektrostatik denge durumuna ulaşır.

Pozitif yükler, malzemenin bir ucunda toplanır ve negatif yükler, diğer ucunda birikir. Yüklerin iletkenin yüzeyine doğru yer değiştirmesi, iletkenin içinde eşit ve zıt elektrik alanlarının varlığına neden olur. Böylece, malzeme içindeki toplam iç elektrik alanı sıfırdır.

Fiziksel özellikler

Biçimlendirilebilir

Elektrik iletkenleri dövülebilir olmalıdır; yani kırılmadan deforme olabilmeleri gerekir.

İletken malzemeler genellikle, bükülmeye ve bükülmeye maruz kalmaları gereken evsel veya endüstriyel uygulamalarda kullanılır; bu nedenle şekillendirilebilirlik son derece önemli bir özelliktir.

dayanıklı

Bu malzemeler aşınmaya, genellikle maruz kaldıkları mekanik zorlanma koşullarına dayanmak için, akım sirkülasyonundan kaynaklanan yüksek sıcaklıklarla birlikte aşınmaya dirençli olmalıdır.

Yalıtım katmanı

Konut veya endüstriyel uygulamada veya birbirine bağlı elektrik besleme sisteminin bir parçası olarak kullanıldığında, iletkenler her zaman uygun bir yalıtım tabakası ile kaplanmalıdır.

Yalıtım ceketi olarak da bilinen bu dış katman, iletkenden geçen elektrik akımının etrafındaki insanlarla veya nesnelerle temas etmesini önlemek için gereklidir.

Elektrik iletken çeşitleri

Farklı elektrik iletken kategorileri vardır ve sırasıyla her kategoride en yüksek elektrik iletkenliğine sahip malzemeler veya ortamlar bulunur.

Mükemmel olarak, en iyi elektrik iletkenleri, aralarında bakır, altın, gümüş, alüminyum, demir ve bazı alaşımların öne çıktığı katı metallerdir.

Bununla birlikte, grafit veya tuzlu çözeltiler gibi iyi elektriksel iletim özelliklerine sahip başka malzeme türleri veya çözeltiler vardır.

Elektrik iletiminin gerçekleştirilme şekline bağlı olarak, aşağıda ayrıntıları verilen üç tür malzeme veya iletken ortamı ayırt etmek mümkündür:

Metalik iletkenler

Bu grup, katı metallerden ve bunların alaşımlarından oluşur.

Metalik iletkenler, yüksek iletkenliklerini, elektrik akımının içlerinden dolaşımını destekleyen serbest elektron bulutlarına borçludur. Metaller, atomlarının son yörüngesinde bulunan elektronları daha fazla enerji harcamadan bırakırlar, bu da elektronların bir atomdan diğerine sıçramasını uygun hale getirir.

Öte yandan alaşımlar, yüksek bir dirence sahip olmaları ile karakterize edilir; yani, iletkenin uzunluğu ve çapı ile orantılı bir direnç gösterirler.

Elektrik tesisatlarında en çok kullanılan alaşımlar, bir bakır-çinko alaşımı olan pirinçtir; teneke, bir demir ve kalay alaşımı; bakır nikel alaşımları; ve krom nikel alaşımları.

Elektrolitik iletkenler

Bunlar, iyonik sınıf elektrik iletkenliğine yardımcı olan serbest iyonlardan oluşan çözümlerdir.

Bu tip iletkenlerin çoğu iyonik çözeltilerde mevcuttur, çünkü elektrolitik maddeler, yük taşıyıcıları olacak iyonları oluşturmak için kısmi (veya toplam) ayrışmaya tabi tutulmalıdır.

Elektrolitik iletkenler, işlemlerini kimyasal reaksiyonlara ve maddenin yer değiştirmesine dayandırır, bu da elektronların serbest iyonların sağladığı dolaşım yolu boyunca hareketini kolaylaştırır.

Gazlı iletkenler

Bu kategoride, elektriğin içlerinden iletilmesini sağlayan daha önce bir iyonizasyon işlemine tabi tutulmuş gazlar bulunur.

Dielektrik bozulma üzerine, yıldırım ve elektrik deşarjlarının oluşumu için iletken bir ortam olarak hizmet ettiğinde havanın kendisi bir elektrik iletkeni görevi görür.

İletken örnekleri

Alüminyum

Tavlanmış bakır ile karşılaştırıldığında% 35 daha düşük iletkenliğe sahip olmasına rağmen, ağırlığının ikincisinden üç kat daha hafif olması nedeniyle üstten elektrik iletim sistemlerinde oldukça kullanılır.

Yüksek voltaj prizleri genellikle, iletkenin aşırı ısınmasını önleyen ve elektrik akımının dışarıdan geçişini izole eden dış bir polivinil klorür (PVC) yüzeyi ile kaplıdır.

Bakır

İletkenliği ve fiyatı arasında sunduğu denge göz önüne alındığında, endüstriyel ve konut uygulamalarında elektrik iletkeni olarak en çok kullanılan metaldir.

Bakır, iletkenin amperometrik kapasitesine bağlı olarak bir veya birkaç telli, düşük ve orta ölçekli iletkenlerde kullanılabilir.

Altın

Mikroişlemci ve entegre devrelerin elektronik montajlarında kullanılan bir malzemedir. Diğer uygulamaların yanı sıra araçlar için akü terminalleri üretmek için de kullanılır.

Altının iletkenliği tavlanmış altının iletkenliğinden yaklaşık% 20 daha azdır. Ancak çok dayanıklı ve korozyona dayanıklı bir malzemedir.

Gümüş

6.30 x 10 ⁷ Sm ^-1 (tavlanmış bakırın iletkenliğine göre% 9-10 daha yüksek) iletkenliği ile bugüne kadar bilinen en yüksek elektrik iletkenliğine sahip metaldir.

Altın veya bakır ile karşılaştırılabilir bir sertliğe sahip, çok yumuşak ve sünek bir malzemedir. Ancak maliyeti son derece yüksek olduğundan endüstride kullanımı pek yaygın değildir.

Referanslar

Elektrik iletkeni (sf). Ecured. Havana Küba. Kurtarıldı: ecured.cu
Elektrik iletkenleri (sf). Kurtarıldı: aprendeelectricidad.weebly.com
Longo, J. (2009) Elektrik iletkenleri. Kurtarıldı: vivehogar.republica.com
Martín, T ve Serrano A. (nd). Elektrostatik dengede iletkenler. Polytechnic University of Madrid. İspanya. Montes.upm.es'den kurtarıldı
Pérez, J. ve Gardey, A. (2016). Elektrik iletkeninin tanımı. Kurtarıldı: definicion.de
Elektrik iletkenlerinin (sf) özellikleri. Neetescuela.org'dan kurtarıldı
Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2018). Elektrik iletkenliği. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2018). Elektrik iletkeni. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı

ELEKTRIK ILETKENLERI: TÜRLERI VE ANA ÖZELLIKLERI - FIZIKSEL - 2025