Урок 1.6 Проводники и диэлектрики

Проводники и диэлектрики2 Проводники и диэлектрики —  основные вещества которые широко используются в электротехнике и имеют прямо противоположное назначение.

Проводники это вещества, в которых достаточное количество свободных электронов. При наличии разности потенциалов они проводят электрический ток.

Хорошими проводниками являются металлы, растворы кислот, щелочей, солей и просто вода с примесями.

Наиболее распространенными металлами, которые используются в качестве проводников, являются медь, алюминий, цинк, железо.

В измерительных приборах и дорогостоящей технике в качестве проводников применяют серебро. Иногда ним для улучшения проводимости покрывают только поверхность медных проводников.

Сопротивление проводников зависит от диаметра провода. Чем больше диаметр, тем меньше сопротивление, ниже потери и проводник меньше нагревается. Чем больше ток, тем толще должны быть проводники.

Чтобы медный проводник не нагревался больше нормы плотность тока должна быть до 2 А/мм2. При этом диаметр медного провода для требуемого значения тока рассчитывают по формуле:

D(мм) = 0,8 × √I(А)

D – диаметр, в мм, I – ток, в А.

 

Если нет на замену перегоревшего предохранителя, то его можно восстановить, запаяв в предохранитель медный провод, диаметр которого рассчитывают по формуле:

D(мм) = 0,034 × Iпл (А) + 0,005

Эту формула применяют если рассчитанное значение диаметра не превышает 0,2 мм.

Для удобства ниже в таблице приведена информация для быстрого определения диаметра провода используемого в качестве предохранителя:

Ток, А

Диаметр провода в мм

Медь

Алюминий

Сталь

Олово

1

0,039 0,066 0,132

0,183

2

0,07 0,104 0,189 0,285

3

0,107

0,137 0,245 0,380

5

0,18 0,193 0,346

0,53

7

0,203 0,250 0,45 0,66

10

0,250

0,305 0,55 0,85
15 0,32 0,40 0,72

1,02

20

0,39 0,485 0,87 1,33
25 0,46 0,56 1,0

1,56

30

0,52

0,64 1,15 1,77

35

0,58 0,70 1,26 1,95

40

0,63 0,77 1,38

2,14

45

0,68

0,83 1,5 2,3

50

0,73 0,89 1,6

2,45

В следующей  таблице для информации приведены основные параметры, часто применяемых материалов:

Материал Удельное сопротивление, Ом*мм2 м(р) Удельный вес, г/см3 Температура плавления, oС
Медь 0,0175 8,9 1085
Алюминий 0,0281 2,7 658
Железо 0,135 7,8 1530
Никелин 0,4 8,8 1100
Константан 0,49 8,9 1200
Манганин 0,43 8,4 910
Нихром 1.1 8,2 1550

 

 

Чтобы не считать по формуле, сечение монтажного медного провода  можно выбрать в зависимости от тока по таблице:

 

Сечение провода, мм2 0,05 0,07 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 1 1,5 2 4 6 10
Допустимый ток, А 0,7 1 1,3 2,5 3,5 5 7 10 14 17 25 30 45

 

Сечение провода связано с диаметром следующим образом:

S = 0,785 D2

Алюминиевый провод, при том же диаметре, что и медный, допускает ток в среднем на 23% меньший.

Диэлектрики это вещества, в которых отсутствуют свободные электроны. Они не проводят электрический ток, их еще называют изоляторами.

К ним относятся: слюда, пластмассы, стекло, гетинакс, стеклотекстолит, фарфор, каучук, смолы, дистиллированная вода, воздух и т.д.

Основными электрическими характеристиками диэлектриков являются удельное сопротивление «ρ» и электрическая прочность «Епр».

Удельное сопротивление показывает величину сопротивления в Ом, при его толщине величиной 1 см.

Электрическая прочность показывает предельную величину напряжения в вольтах, при которой диэлектрик не разрушается, (не наступает пробой) и он сохраняет свои изоляционные свойства.

Удельное сопротивление ρ и электрическая прочность Епр некоторых твёрдых диэлектриков, используемых в качестве изоляционных материалов приведена ниже в таблице:

 

Диэлектрическийматериал Удельное сопротивление,   ρ, ом·см |Диэлектрическая проницаемость,    Епр, в/см
Кварцевое стекло 1016-1018 2-3·105
Полиэтилен 1015-1016 4·105
Слюда 1014-1016 1-2·106
| Электрофарфор                              1013-1014 3·105
Мрамор 108-109 2-3·105

 

Так же для диэлектриков важны и другие их свойства, а именно:

Физико – химические

Нагревостойкость – способность выдерживать повышение температуры

Холодностойкость – способность переносить перепады температур

Смачиваемость – способность отторгать влагу

Химические

Противостояние агрессивной среде

Способность склеиваться

Растворение в растворителях

Механические

Способность выдерживать механические нагрузки

Защита от коррозии

Гибкость, элластичность

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *