Materiais condutores em instalações elétricas

Fios de cobre, alumínio, suas ligas e ferro (aço) são utilizados como peças condutoras em instalações elétricas.

O cobre é um dos melhores materiais condutores. Densidade do cobre a 20 ° C 8,95 g / cm3, ponto de fusão 1083 ° C. O cobre é quimicamente ligeiramente ativo, mas dissolve-se facilmente em ácido nítrico e dissolve-se em ácidos clorídrico e sulfúrico diluídos apenas na presença de oxidantes (oxigênio). No ar, o cobre fica rapidamente coberto por uma fina camada de óxido de cor escura, mas essa oxidação não penetra profundamente no metal e serve como proteção contra corrosão adicional. O cobre presta-se bem ao forjamento e laminação sem aquecimento.

Para a produção de Fios elétricos lingotes de cobre eletrolítico aplicados contendo 99,93% de cobre puro.

A condutividade elétrica do cobre depende fortemente da quantidade e tipo de impurezas e, em menor grau, do tratamento mecânico e térmico. A resistência do cobre a 20 ° C é de 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Para a produção de fios, é utilizado cobre macio, semi-duro ou duro com peso específico de 8,9, 8,95 e 8,96 g / cm.3, respectivamente.

O cobre em ligas com outros metais é amplamente utilizado para a produção de peças vivas... As seguintes ligas são as mais utilizadas.

Latão - uma liga de cobre com zinco, com teor de pelo menos 50% de cobre na liga, com adição de outros metais. Resistência latão 0,031 — 0,079 ohm x mm2 / m. Distinguir entre latão — latão vermelho com um teor de cobre superior a 72% (possui alta plasticidade, propriedades anticorrosivas e antifricção) e latão especial com adições de alumínio, estanho, chumbo ou manganês.

Contato de latão

Bronze — uma liga de cobre e estanho com aditivos de vários metais. Dependendo do conteúdo do componente principal de bronze na liga, eles são chamados de estanho, alumínio, silício, fósforo, cádmio. Resistência do bronze 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

O latão e o bronze distinguem-se pelas boas propriedades mecânicas e físico-químicas. São fáceis de processar por fundição e pressão, resistentes à corrosão atmosférica.

Alumínio — em termos de suas qualidades, o segundo material condutor depois do cobre. Ponto de fusão 659,8 ° C. Densidade do alumínio a 20 ° - 2,7 g / cm3... O alumínio é fácil de fundir e funciona bem. A uma temperatura de 100 a 150 ° C, o alumínio é forjado e dúctil (pode ser enrolado em chapas de até 0,01 mm de espessura).

A condutividade elétrica do alumínio depende fortemente de impurezas e pouco de tratamento mecânico e térmico. Quanto mais pura a composição do alumínio, maior sua condutividade elétrica e melhor resistência ao ataque químico.Usinagem, laminação e recozimento têm um efeito significativo na resistência mecânica do alumínio. O trabalho a frio do alumínio aumenta sua dureza, elasticidade e resistência à tração. Resistência do alumínio a 20°C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/m.

Ao substituir o cobre pelo alumínio, a seção transversal do fio deve ser aumentada em relação à condutividade, ou seja, 1,63 vezes.

Com a mesma condutividade, o fio de alumínio será 2 vezes mais leve que o cobre.

Para a produção de fios, é utilizado alumínio, contendo pelo menos 98% de alumínio puro, silício não mais que 0,3%, ferro não mais que 0,2%

Para a produção de peças vivas, use ligas de alumínio com outros metais, por exemplo: Duralumínio - uma liga de alumínio com cobre e manganês.

Silumin — uma liga leve de alumínio com uma mistura de silício, magnésio, manganês.

As ligas de alumínio apresentam boas propriedades de fundição e alta resistência mecânica.

A seguir estão as ligas de alumínio mais amplamente utilizadas em engenharia elétrica:

Liga de alumínio forjado da classe AD com alumínio não inferior a 98,8 e outras impurezas até 1,2.

Liga de alumínio forjado classe AD1 com alumínio não inferior a 99,3 e outras impurezas até 0,7.

Liga de alumínio forjado, classe AD31 com alumínio 97,35 — 98,15 e outras impurezas 1,85 -2,65.

As ligas dos graus AD e AD1 são usadas para a fabricação de caixas e matrizes para suportes de hardware. Perfis e borrachas usados ​​para fios elétricos são feitos de liga grau AD31.

Os produtos de liga de alumínio, como resultado do tratamento térmico, adquirem alta resistência máxima e limite de densidade (fluência).

Ferro — ponto de fusão 1539 ° C. A densidade do ferro é 7,87. O ferro se dissolve em ácidos, é oxidado por halogênios e oxigênio.

Diferentes tipos de aço são usados ​​em engenharia elétrica, por exemplo:

Aços ao carbono — ligas forjadas de ferro com carbono e outras impurezas metalúrgicas.

Resistência dos aços carbono 0,103 — 0,204 ohms x mm2/m.

Aços de liga - ligas com adições de cromo, níquel e outros elementos adicionalmente adicionados ao aço carbono.

Aços são bons Propriedades magneticas.

Como aditivo em ligas, bem como para produção e desempenho de solda Revestimentos protectores metais eletricamente condutores são amplamente utilizados:

O cádmio é um metal maleável. O ponto de fusão do cádmio é 321 ° C. Resistência 0,1 ohm x mm2/m. Na engenharia elétrica, o cádmio é usado para preparar soldas de baixo ponto de fusão e para revestimentos protetores (revestimento de cádmio) na superfície dos metais. Em termos de propriedades anticorrosivas, o cádmio está próximo do zinco, mas os revestimentos de cádmio são menos porosos e são aplicados em uma camada mais fina que o zinco.

Níquel — ponto de fusão 1455 ° C. Resistência do níquel 0,068 — 0,072 ohm x mm2/m Em temperaturas normais, não é oxidado pelo oxigênio atmosférico. O níquel é usado em ligas e para um revestimento protetor (níquel) na superfície dos metais.

Estanho - ponto de fusão 231,9 ° C. Resistência do estanho 0,124 - 0,116 ohm x mm2 / m. O estanho é usado para soldar uma camada protetora (estanhagem) de metais na forma pura e na forma de ligas com outros metais.

Chumbo — ponto de fusão 327,4 ° C. Resistividade 0,217 — 0,227 ohm x mm2/ m. O chumbo é usado em ligas com outros metais como material resistente a ácidos. É adicionado a ligas de solda (soldas).

Prata — um metal muito maleável e maleável. O ponto de fusão da prata é de 960,5 ° C. A prata é o melhor condutor de calor e eletricidade.Resistência à prata 0,015 — 0,016 ohm x mm2/m. A prata é usada como revestimento protetor (prata) na superfície dos metais.

Antimônio - metal quebradiço brilhante, ponto de fusão 631 ° C. O antimônio é usado como aditivo em ligas de solda (soldas).

Cromo – um metal duro e brilhante. Ponto de fusão 1830 ° C. Não muda no ar em temperaturas normais. Resistência ao cromo 0,026 ohm x mm2/m. O cromo é usado em ligas e para revestimento protetor (cromagem) de superfícies metálicas.

Zinco — ponto de fusão 419,4 ° C. Resistência do zinco 0,053 — 0,062 ohm x mm2/ m. No ar úmido, o zinco oxida, cobrindo-se com uma camada de óxido que protege contra influências químicas subsequentes. Na engenharia elétrica, o zinco é utilizado como aditivo em ligas e soldas, bem como para revestimento protetor (galvanização) nas superfícies de peças metálicas.