Вопрос 28.Классификация, характеристики, марки, применение проводниковых материалов

В качестве проводников электрического тока могут быть использованы как твердые тела, так и жидкости, а при соответствующих условиях и газы. Важнейшими практически применяемыми в электротехнике твердыми проводниковыми материалами являются металлы и их сплавы. Из металлических проводниковых материалов могут быть выделены металлы высокой проводимости и сплавы высокого сопротивления. Металлы высокой проводимости используются для проводов, токопроводящих жил кабелей, обмоток электрических машин и трансформаторов и т. п. Металлы и сплавы высокого сопротивления применяются для изготовления резисторов, электронагревательных приборов, нитей ламп накаливания и т. п. К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Для большинства металлов температура плавления высока; только ртуть, имеющая температуру плавления около минус 39° С, может быть использована в качестве жидкого металлического проводника при нормальной температуре. Другие металлы являются жидкими проводниками при повышенных температурах.

Все электротехнические материалы по их способности прово­дить электрический ток делят на три группы:

- первую группу составляют проводниковые материалы, из которых изготов­ляют токопроводящие части линий электрических передач, электрических машин и аппаратов — это чистые металлы и сплавы металлов.

- вторую группу составляют электроизоляционные материа­лы (диэлектрики), которые используют для изоляции токопроводящих частей друг от друга и от заземленных частей электрообо­рудования.

- в третью группу входят полупроводники, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Их применяют для изготовления усилителей, выпрямителей, фото­элементов и других электротехнических приборов.

Среди электротехнических материалов есть группа материалов, обладающих способностью намагничиваться. Это магнитные ма­териалы, которые применяют для концентрации магнитной энергии в электрических машинах, аппаратах и приборах.

Проводниковые материалы оценивают по величине их электри­ческой проводимости, а чаще — по величине электрического сопро­тивления R. Величина электрического сопротивления металлов при изменении напряжения ос­тается постоянной, что яв­ляется характерным их свойством.

С повышением температуры электросопротивление возрастает. Это объясняется тем, что нагрев проводника повышает энергию ионов, в результате чего их колебание в узлах кристаллической ре­шетки усиливается, электроны в большей мере сталкиваются с ионами.

Величина R относится к проводнику любого сечения, поэтому она не может характеризовать проводниковый материал. Величи­на, с помощью которой оценивается электрическое сопротивление, называется удельным электрическим сопротивлением и обознача­ется греческой буквой ρ.

Свойство проводниковых материалов проводить электрический ток оценивается также величиной удельной проводимости γ.

На величину удельного электрического сопротивления р и удельной проводимости γ оказывают большое влияние примеси. Такие примеси, как Мn и А1, сильно снижают проводимость меди, a Ag, Аи и Zn — в значительно меньшей степени.

На удельную проводимость оказывает влияние пластическая деформация в холодном состоянии (наклеп). С увеличением степе­ни деформации проводимость металла несколько снижается. При устранении наклепа рекристаллизационным отжи­гом проводимость восстанавливается. В связи с этим отличают мягкие (отожженные) проводниковые металлы (в марках материа­лов обозначаются буквой М) и твердые (необожженные), обозна­чаемые буквой Т.

Электропроводимость сплавов в значительной степени зависит от типа диаграмм состояния сплавов. Наибольшей проводимостью обладают чистые металлы. Они составляют группу металлов высокой проводимости. Другую группу проводниковых материалов составляют сплавы высокого электрического сопротивления.