Содержание
- Электропроводность металлов – что это такое, единица измерения, взаимозависимые величины
- Зависимость от температуры
- Таблица электрической проводимости металлов
- Коротко о главном
В электрических цепях зачастую используются элементы из различных металлических сплавов. При их выборе в расчет следует брать электрическую проводимость материала, так как от этого будет зависеть характер работы приборов. Разберем, что такое электрическая проводимость, в чем измеряется, от каких величин зависит, как на нее влияет температура, а также как найти электропроводность металлов по таблице.
Проводники из разных металлов имеют различную электропроводность, что следует учитывать при подборе компонентов электроцепи
Электропроводность металлов – что это такое, единица измерения, взаимозависимые величины
Способность вещества проводить электрический ток, называется электропроводностью. Величина зависит от параметров носителей заряда. В металлах ими являются электроны внешних оболочек атомов.
Есть также обратный параметр – сопротивление. Оно бывает удельным и электрическим. Первое определяет свойства конкретного материала, второе – предмета или изделия.
Для перевода величин применяется простейшая формула:
Пр = 1 / Ус
Пр – электрическая проводимость (Симменс-метр, или См/м),
Ус – удельное сопротивление (Ом-метр, или Ом/м).
Помимо свойств самого сплава электропроводность и обратное ей сопротивление зависят также от физических параметров изделия – габаритов. Это особенно актуально при расчете параметров для протяженных изделий – проводников.
Так, для определения электрического сопротивление провода заданных размеров и состава применяется специальная формула:
Сэ = у. с. × (Дл / Псеч)
Сэ – электрическое сопротивление,
у. с. – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник,
Дл – длина провода,
Псеч – его поперечное сечение.
Величину удельного сопротивления металлов и сплавов можно найти по специальным таблицам
На заметку! Сопротивление металлов часто требуется измерить, чтобы проверить исправность какого-либо компонента электроприбора, например, обмотки мотора или генератора.
Зависимость от температуры
Практически для всех металлов характерно уменьшение электрической проводимости с ростом температуры. При этом сопротивление, наоборот, возрастает. А по мере охлаждения возникает обратное явление.
Однако в быту приходится иметь дело только с комнатной или уличной температурой. Поэтому следует выбирать материалы с лучшими свойствами в конкретных условиях применения.
Например, в качестве домашней электропроводки чаще всего используются медные и алюминиевые провода. Причины этому следующие:
- Алюминий отличается легкостью, податливостью в обработке и невысокой себестоимостью.
- Медь обладает большей электропроводностью, чем алюминий. Кроме того, она характеризуется лучшими эксплуатационными качествами – более износостойка и долговечнее.
Главный недостаток алюминия заключается в чрезмерном расширении при нагреве, а меди – в более высокой стоимости. Проводка из первого металла служит меньше из-за обгорания контактов.
Замер сопротивления обмотки двигателя позволяет обнаружить его неисправность
Медные же кабели хотя и дороже, но лишены этого недостатка. К тому же требуемая площадь сечения у них меньше при одинаковой нагрузке. Однако алюминиевые проводники не стоит совсем списывать, так как они еще могут послужить, например, в ветках сети с нагрузкой, не превышающей нескольких сот ватт.
Их можно применить для систем внутреннего освещения. С другой стороны, когда требуется подключать чайники, плитки, пылесосы, обогреватели, бойлеры и другое оборудование мощностью от 1 кВт лучше использовать медные жилы подходящего сечения.
Таблица электрической проводимости металлов
Значение удельной электрической проводимости наиболее распространенных металлов можно узнать из следующей таблицы:
| Название металла | Удельная электропроводность, См/м |
| Литий | 1,08 × 107 |
| Натрий | 20,95 × 106 |
| Магний | 22,79 × 106 |
| Алюминий | 37,69 × 106 |
| Калий | 13,9 × 106 |
| Кальций | 29,79 × 106 |
| Титан | 2,39 × 106 |
| Хром | 8,05 × 106 |
| Ванадий | 5,09 × 106 |
| Марганец | 0,693 × 106 |
| Кобальт | 15,98 × 106 |
| Железо | 10,36 × 106 |
| Никель | 14,39 × 106 |
| Цинк | 16,96 × 106 |
| Медь | 59,6 × 106 |
| Серебро | 63,02 × 106 |
| Олово | 8,68 × 106 |
| Золото | 45,18 × 106 |
| Свинец | 4,82 × 106 |
| Цирконий | 2,39 × 106 |
При подборе проводов для домашней электропроводки должны учитываться сечение жил, их материал и свойства изоляции
Среди представленных металлов в качестве электропроводников используются не только повсеместно применяемые медь и алюминий, но и железо. Обуславливается это его дешевизной и подходящими практическими свойствами. А необходимая электропроводность достигается увеличением сечения.
Важно! При выборе проводки для дома следует не только правильно просчитывать электропроводность и сечение, но и учитывать тип ее изоляции. Материал должен быть нетоксичным и негорючим.
Видео описание
Видео о том, что такое электропроводность:
Коротко о главном
Электропроводностью называется свойство материала проводить ток. Обратная ей величина – сопротивление, разделяемое на удельное и электрическое. Для расчета этих характеристик и перевода друг в друга применяются специальные формулы.
Электрическая проводимость зависит от температуры. Чем выше нагрев, тем она ниже, и, напротив, выше сопротивление. На практике применяются металлы, лучше подходящие под конкретные условия применения.
Например, алюминий подходит для мало нагружаемых электрических сетей, а медь – для мощных потребителей. Узнать точное значение электропроводности металлов можно из специальной таблицы.