Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах
Колебательные процессы в молекулярной решетке препятствуют свободному перемещению электронов. Этим объясняется увеличение сопротивления по мере роста температуры. Линейная зависимость наблюдается от небольшой положительной температуры, вплоть до точки начала плавления. Соответствующий фазовый переход сопровождается резким увеличением электрического сопротивления. Разумеется, подобный режим после разрушения не является рабочим.
Теоретические показатели «а» подтверждаются результатами эксперимента «б». Если структуру чистого металла исказить примесями (загрязнениями, компонентами сплавов), произойдет беспорядочное распределение носителей электрического заряда. Это, в свою очередь, увеличит потери в цепи (сопротивление).
Комментарии:
Станислав
К сожалению и сейчас застройщики не брезгуют использовать алюминиевые кабели. Я видел в одной новостройке вводной алюминиевый кабель от счетчика к потребителю. При этом строительная фирма показывала документы, что вот, мол, по правилам это разрешено…
Юрьевич
Станислав, в том-то и дело, что по дореволюционным правилам в каких-то случаях это реально разрешается, только вот люди, которые вкладывают в эти квартиры деньги еще до постройки, рассчитывают, что хотя бы в этом их не обманут, но алюминий на вводе — весьма распространенная практика.
Михаил
А мне один мастер насоединял скрутками алюминий с медью в распредкоробке. Чуть не сгорела квартира. И главное, сначала все работает как надо и только спустя полгода начинает искрить, шипеть и плавиться…
Олег
В низковольтных и слаботочных сетях имеет смысл проводка из меди, бескислородной меди, серебра или золота. А в ваших сетях 220 в. не дурите и не засоряйте нашего народа головы мусором. Они и так у них очень слабые. 16 кв. сечение — это надо полным балбесом быть, чтоб выдумать этот бред. В силовых щитах стояки тоньше проложены. Заводы выпускали и будут выпускать алюминиевые провода не взирая на ваши глупые статейки.
АнтонЪ
Насчёт ломкости алюминиевого провода: вешал люстру в одном старом доме, построенном пленными немцами в первые годы после войны — провода алюминиевые, мягкие — гнулись так легко, что казалось будто под собственным весом. Такой вот алюминиевый провод послевоенных лет. А сейчас в проводах и кабелях не алюминий а дюраль, гнёшь — он аж трещит, иногда и трескается на изгибе.
irakli
moemu domu 46 let i aluminievaia provodka rabotaet dosixpor bez problem 2.5mm a ne 16
Сергей
А у меня квартира сгорела от перегретых окислкнных алюминиевых контактов. Дом 74 года, Москва. К счастью никто не пострадал. Теперь только медь и автоматы защиты с защитой от дугового разряда.
Сергей
Бедный пацан! Он этот бред читал или на память выучил?
Оставить комментарий Отменить ответ
Особенности и сфера использования многожильного гибкого медного кабеля Особенности, технические возможности и советы по выбору качественного кабеля для проводки в доме Особенности составления схемы для разводки проводки в доме или квартире.
Спектр применения алюминия в автомобилестроении
Алюминий широко применяется в автомобилестроении из-за своей легкости, прочности и устойчивости к коррозии. Один из наиболее распространенных способов использования алюминия в автомобилестроении — это изготовление кузовных панелей. Алюминиевые кузовные панели значительно легче и при этом также прочны, что способствует повышению топливной экономичности и улучшению характеристик управления автомобилем. Примером такого применения может быть использование алюминия в кузове автомобилей Tesla, что позволяет достичь высокой производительности и эффективности
Еще одним примером применения алюминия в автомобилестроении является использование его в производстве двигатей. Алюминиевые сплавы используются для изготовления блоков цилиндров и головок блока цилиндров из-за свойства быть легкими и при этом обладать хорошей теплопроводностью. Некоторые современные автомобильные двигатели, такие как двигатели Audi и BMW, используют алюминиевые сплавы в своей конструкции в целях уменьшения веса и повышения топливной экономичности
Кроме того, алюминий также применяется в производстве подвески и тормозных систем автомобилей. Использование алюминиевых сплавов в этих компонентах позволяет снизить вес автомобиля, улучшить управляемость и снизить износ тормозных дисков. Например, многие спортивные и высокопроизводительные автомобили, такие как Porsche и Ferrari, используют алюминиевые компоненты в своих подвесках и тормозных системах
Таким образом, алюминий широко используется в автомобилестроении благодаря своим уникальным свойствам, и его применение помогает создавать более эффективные, мощные и топливно-экономичные автомобили
О температуре плавления
Необходимо помнить: алюминий очень легко поддается литью и начинает превращаться в жидкую субстанцию уже при температуре в 660 градусов. Для того чтобы понять, что этот показатель довольно низкий, достаточно сравнить его с температурами плавления других металлов, которые также нередко используются для изготовления тех или иных, нужных в обиходе предметов.
Например:
- сталь начинает плавиться лишь при температуре в 1300 градусов;
- чугун — при 1100 градусах.
Но все же, хоть температура плавления алюминия по Цельсию и не слишком высока по сравнению со многими другими металлами, достичь 600 градусов в домашних условиях с использованием обыкновенной газовой или электрической плиты довольно трудно.
Уменьшение температуры
Прежде чем подвергать металл плавлению, можно специальными методами уменьшить его температуру плавления, например, использовать в виде порошка. В этом случае он начнет плавиться чуть быстрее. Но при этом он становится опасным, так как взаимодействуя с атмосферным кислородом, может окислиться или воспламениться. А в результате окисления, как мы помним из школьного курса химии, образуется оксид алюминия; и температура, при которой начинает плавиться это вещество, уже превышает две тысячи градусов.
Вообще избежать образования оксида не получится, если заниматься плавлением алюминия, но уменьшить количество лишнего вещества вполне возможно. При плавлении алюминия нужно не допускать попадания в вещество воды. Ведь если это случится, то произойдет взрыв.
Перед началом процесса нужно убедиться в том, что сырье является абсолютно сухим. Чаще всего в качестве исходного материала применяется алюминиевая проволока. Предварительно ее нужно с помощью ножниц разделить на множество мелких по длине кусочков. А для того, чтобы уменьшить площадь контакта с содержащимся в атмосфере кислородом, эти кусочки прессуются пассатижами.
Не всегда есть необходимость создать алюминиевое изделие высокого качества, поэтому вовсе не обязательно всегда использовать порошок или мелко нарезанную и плотно сдавленную проволоку. Можно взять любой предмет, который уже был использован, например, банку, в которой хранились консервы. Но перед плавкой нужно лишить ее нижнего шва или обрезать профиль. Полученное сырье может быть окрашено или испачкано. Не нужно об этом беспокоиться. Все, что имеется лишнее на поверхности, быстро отходит в виде шлаков.
Медь или алюминий: что лучше всего подходит для проводки?
Сейчас подавляющее большинство электриков используют медную проводку вместо алюминиевой. Но почему? Чем медь лучше алюминия?
В СССР вся проводка была алюминиевой, а в современных новостройках таких уже и не встретишь. Но чем медь лучше алюминия? Какую проводку лучше использовать для дома: медную или алюминиевую? Рассказываем, почему материал проводов так быстро и безспворотно изменился.
Электропроводность
Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм2/м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм2/м. То есть электропроводность алюминия составляет 65% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением на «ступень» выше меди.
Например, необходимо запитать нагрузку в 5 кВт. Для нее нужно будет взять или медный провод сечением 2,5 мм2, например, NYM 3х2,5, или алюминиевый сечением 4 мм2. Так как алюминиевый провод более объемный, то он будет занимать больше места в кабель-каналах, для него потребуется клеммы для розеточных групп крупнее по размеру, чем для медных. Учитывая это, медь удобнее использовать для проводки в доме.
Окисление
И медь, и алюминий окисляются в процессе эксплуатации под действием воздуха. Однако у меди окисление происходит значительно медленней, и сама по себе пленка (зеленоватый налет) довольно легко разрушается, поэтому неплохо проводит ток (хотя проходимость немного ухудшается).
У алюминия же окисление происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная и плохо проводит ток. Окисленные соединения на скрутках, сжимах или клеммах чаще всего становятся причиной горения контакта. Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой, но найти ее в магазинах не так-то просто, да и это дополнительные расходы и время на обслуживание.
Механическая прочность
Медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распредкоробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, а дальше ломаются.
Особые проблемы алюминиевая проводка создает, когда нужно ремонтировать соединения в распредкоробках — старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы вытащить хоть немного провода.
Теплопроводность
Это свойство, показывающее кол-во тепла, проходящего за 1 ед. времени через слой материала. Если теплопроводность высокая, это означает, что такой материал меньше нагревается и эффективней отдает тепло.
Теплопроводность медных жил – 401 Вт/(м*к);
Теплопроводность алюминиевых жил 202 – 236 Вт/(м*к).
Одно из наиболее важных свойств, правильный выбор обеспечит безопасность использования проводки.
Срок использования
Время эксплуатации напрямую зависит от типа проводника, используемой изоляции и внешней среды. Стандарты для медной проводки – до 50 лет службы. Для алюминиевой проводки до 30 лет.
Прочность и удлинение перед разрывом
При выборе кабеля важна стойкость к механическим воздействиям и нагрузке. Чем выше предел прочности, тем более высокая стойкость к разрыву.
Для медного проводника предел прочности от 27 до 44.9 кг/м2;
Для алюминиевого проводника предел прочности от 8 до 25 кг/м2.
Как видно, медные проводники более устойчивы к механическим манипуляциям и более предпочтительны, чем алюминий.
Проводниковый материал
Проводниковые материалы, которые используют для изготовления термометров сопротивления, должны удовлетворять следующим требованиям: обладать возможно большим и стабильным температурным коэффициентом сопротивления, химической устойчивостью при нагревании, производиться в необходимых количествах с одинаковыми свойствами.
Проводниковые материалы имеют различные свойства и, соответственно, разные области применения.
Проводниковые материалы с высокой удельной проводимостью обладают тем свойством, что без значительных потерь электрической энергии проводят электрический ток, вследствие чего они широко используются для канализации электрической энергии в определенных направлениях. Концентрация энергии и уменьшение объема электрического поля обычно осуществляется при помощи конденсаторов, заполненных диэлектриком с высокой проницаемостью. Для концентрации энергии и уменьшения объема магнитного поля, как правило, пользуются ферромагнитными материалами с высокой магнитной проницаемостью.
Проводниковые материалы служат для проведения электрического тока. Они, как правило, обладают весьма малым или заданным удельным сопротивлением. К ним относятся, с одной стороны, сверхпроводниковые и криопроводниковые материалы, р которых при очень низких ( криогенных) температурах весьма мало, а с другой — материалы высокого сопротивления, применяемые для изготовления резисторов и электронагревательных элементов.
Проводниковые материалы должны обладать: возможно более высокой электропроводностью, достаточно высокими механическими свойствами, сопротивляемостью к атмосферной коррозии, способностью поддаваться обработке давлением ( прокатке и протяжке) в горячем и холодном состояниях.
Проводниковые материалы представляют собой вещества, хорошо проводящие электрический ток и служащие для изготовления токоведущих частей радиоаппаратуры.
Проводниковый материал должен быть стойким в данной среде.
Проводниковые материалы отличаются большой удельной электрической проводимостью и используются в электротехнических устройствах в качестве проводников электрического тока: всевозможные обмотки в машинах, аппаратах и приборах, контактные узлы, провода и кабели для передачи и распределения электрической энергии, в том числе и в линиях связи.
Проводниковые материалы применяют для изготовления токопроводящих частей электротехнических устройств.
Проводниковые материалы ( проводники) имеют небольшое удельное сопротивление ( порядка 10 — 6 — 1 ( Н Ом — м) и поэтому являются хорошими проводниками электрического тока. Их применяют в качестве токоведущих частей электроустановок.
Проводниковые материалы, из которых изготавливаются провода воздушных линий электропередачи, т.е. их главные элементы, должны удовлетворять ряду технических и экономических требований. Прежде всего они должны обладать невысоким удельным электрическим сопротивлением, чтобы потери активной мощности на нагрев проводов и потери напряжения в линии при прочих равных условиях были по возможности минимальны.
Проводниковые материалы — одни из основных и широко применяемых материалов, что связано в первую очередь с повсеместным использованием электрической энергии. Таким образом, спектр применения проводниковых материалов очень широк. Благодаря наличию металлической проводимости любой металл может быть использован как проводниковый в том или ином качестве. Разнообразие металлов и их свойств позволяет создавать сплавы с заданными свойствами, используемые по конкретному назначению.
Проводниковые материалы как правило изготовляются из технически чистых металлов: меди, алюминия, железа.
Проводниковые материалы, применяемые в электротехнике, можна разделить на две группы. К первой группе относятся материалы с высокой удельной проводимостью, ко второй — материалы с сравнительно высоким удельным сопротивлением.
Проводниковые материалы должны надежно использоваться в электрических машинах, работающих при 600 С и выше. При температуре выше 225 С медь начинает интенсивно окисляться, что приводит к резкому увеличению сопротивления и снижению эластичности. Чтобы защитить медную проволоку от окисления, — наносится слой никеля. Биметаллическая проволока Cu-Ni для обмоточных проводов выпускается диаметром 0 1 — 2 5 мм.
Проводниковые бронзы
Проводниковые бронзы относятся к медным сплавам, необходимость применения которых в основном вызвана недостаточной в ряде случаев механической прочностью и термической устойчивостью чистой меди.
Общая номенклатура бронз весьма обширна, но высокой электропроводностью обладают лишь немногие марки бронз.
· кадмиевая бронза относится к наиболее распространенным проводниковым бронзам. Из числа всех марок кадмиевая бронза обладает наивысшей электрической проводимостью. Вследствие повышенного сопротивления истиранию и более высокой нагревостойкости эта бронза широко применяется для изготовления троллейных проводов и коллекторных пластин;
· бериллиевая бронза относится к сплавам, приобретающим прочность в результате старения. Она обладает высокими упругими свойствами, устойчивыми при нагревании до 250 °C, и электрической проводимостью в 2—2,5 раза большей, чем проводимость других марок бронз общего назначения. Эта бронза нашла широкое применение для изготовления различных пружинных деталей, выполняющих одновременно и роль проводника тока, например: токоведущие пружины, отдельные виды щеткодержателей, скользящие контакты в различных приборах, штепсельные разъемы и т.п.;
· фосфористая бронза обладает высокой прочностью и хорошими пружинными свойствами, из-за малой электропроводности применяется для изготовления пружинных деталей с низкими плотностями тока.
Литые токоведущие детали изготовляются из различных марок машиностроительных литьевых бронз с проводимостью в пределах 8—15% проводимости чистой меди. Характерной особенностью бронз является малая усадка по сравнению с чугуном и сталью и высокие литейные свойства, поэтому они применяются для отливки различных токоведущих деталей сложной конфигурации, предназначенных для электрических машин и аппаратов.
Все марки литьевых бронз можно подразделить на оловянные и безоловянные, где основными легирующими элементами являются Al, Mn, Fe, Pb, Ni.
2 Теплопроводимость алюминия и меди – какой сплав лучше?
Теплопроводимость алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является довольно высочайшим по сопоставлению с иными сплавами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область внедрения алюминия и меди, где требуется высочайшая теплопроводимость, зависит от ряда остальных параметров этих материалов.
Алюминий не уступает меди по противокоррозионным свойствам и превосходит в последующих показателях:
- плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
- стоимость – ниже в 3,5 раза.
Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, существенно легче, чем из меди. Потому что по весу сплава требуется меньше в 3 раза, а стоимость его ниже в 3,5 раза, то дюралевая деталь быть может дешевле приблизительно в 10 раз. Благодаря этому и высочайшей теплопроводимости алюминий отыскал обширное применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Потому что этот сплав мягенький, то в чистом виде не употребляется – всераспространены в главном его сплавы (более узнаваемый – дюралюминий).
В разных теплообменниках основное – это скорость отдачи лишней энергии в окружающую среду. Эта задачка решается интенсивным обдувом радиатора средством вентилятора. При всем этом наименьшая теплопроводимость алюминия фактически не отражается на качестве остывания, а оборудование, устройства получаются существенно легче и дешевле (например, компьютерная и бытовая техника). В крайнее время в производстве наметилась тенденция к подмене в системах кондиционирования медных трубок на дюралевые.
Медь фактически неподменна в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высочайшей пластичности из нее можно растягивать проволоку поперечником до 0,005 мм и созодать остальные весьма тонкие токопроводящие соединения, применяемые для электрических устройств. Наиболее высочайшая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает малые утраты и наименьший нагрев радиоэлементов. Теплопроводимость дозволяет отлично отводить выделяемое при работе тепло на наружные элементы устройств – корпус, подводящие контакты (например, микросхемы, современные процессоры).
Шаблоны из меди употребляют при сварке, когда нужно на железную деталь создать наплавку подходящей формы. Высока теплопроводимость не дозволит медному шаблону объединиться с приваренным сплавом. Алюминий в таковых вариантах использовать недозволено, потому что велика возможность его расплавления либо прожига. Медь также употребляют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.
Плотность алюминия
Плотность алюминия является важным физическим параметром, который определяет массу данного материала на единицу объема. В общем случае, плотность алюминия составляет около 2,70 г/см3 при комнатной температуре, что делает его легче многих других металлов. Такая характеристика делает алюминий популярным материалом во многих отраслях, включая производство авиационных и автомобильных компонентов, строительство, электронику и упаковку
Для лучшего понимания значимости этого параметра, можно провести сравнение плотности алюминия с другими материалами. Например, плотность стали составляет около 7,85 г/см³, в то время как у титана она приблизительно равна 4,5 г/см³. Это означает, что алюминий легче стали и титана, что делает его привлекательным для применения в ситуациях, где важна низкая масса без ущерба прочности и надежности
Еще одним интересным примером использования алюминия является его применение в производстве мебели. Многие современные мебельные конструкции включают элементы из алюминия из-за его отличной прочности, легкости и удобства в обработке. Кроме того, алюминиевые сплавы часто используются в авиации и космической промышленности из-за их низкой плотности, что позволяет снизить вес самолетов и ракет, улучшая их энергоэффективность и производительность. Плотность алюминия играет важную роль в его широком применении в различных областях техники, строительства и промышленности, делая его замечательным материалом благодаря сочетанию низкой массы и высокой прочности
Плотность алюминия влияет на широкий спектр его применений и свойств. Вот несколько областей, в которых плотность алюминия оказывает существенное влияние:
-
Легкость и прочность материала
Плотность алюминия определяет его легкость и прочность. Благодаря низкой плотности, алюминий является легким и при этом прочным материалом. Это делает его идеальным выбором для применения в авиации, автомобильной промышленности, производстве спортивных товаров и прочих областях, где важным является сочетание высокой прочности и низкой массы
-
Теплопроводность и электропроводность
Плотность алюминия влияет на его теплопроводность и электропроводность. Благодаря своей структуре и плотности, алюминий обладает высокой теплопроводностью, что делает его подходящим материалом для применения в теплотехнике, кондиционировании воздуха, производстве радиаторов и прочих теплопроводящих устройствах
-
Коррозионная стойкость
Плотность алюминия также влияет на его коррозионную стойкость. Благодаря низкой плотности, алюминий образует тонкий оксидный слой на поверхности, который защищает его от воздействия окружающей среды. Это делает алюминий прекрасным выбором для применения в строительстве, производстве контейнеров для пищевых продуктов, а также в космической и морской промышленности
Таким образом, плотность алюминия играет важную роль в его свойствах и применениях, определяя такие характеристики, как легкость, прочность, теплопроводность и коррозионная стойкость
Физические свойства алюминия таблица – Справочник металлиста
Алюминий – металл, содержание которого в природе самое большое среди всех известных.
Позднее начало его применения вызвано тем, что, поскольку он обладает высокой химической активностью, то находится в земной коре только в составе различных химических соединений.
Восстановление чистого металла сопряжено с рядом трудностей, преодолеть которые стало возможным только с развитием технологий добычи металлов.
Внешний вид алюминия
Механические свойства алюминия, такие как мягкость, податливость штамповке, легкость в обработке, послужили широкому распространению во многих отраслях промышленности. Особенно часто алюминия используется в составе сплавов с другими металлами.
Физические и химические свойства сплавов алюминия послужили поводом к широкому использованию их в качестве конструкционных материалов, снижающих общий вес конструкции без ухудшения прочностных качеств.
Свойства алюминия и его сплавов
Алюминий является третьим по распространенности – после кислорода и кремния – среди около 90 химических элементов, который обнаружены в земной коре. Среди элементов-металлов – он первый. Этот металл обладает многими полезными свойствами, благодаря которым он широко применяется во всех сферах человеческой деятельности.
Алюминий – это ковкий металл, который имеет серебристо-белый цвет и легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой. Его плотность – удельный вес – составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр. Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов Цельсия.
Алюминий имеет относительно высокие коэффициенты теплопроводности и электропроводности. Этот металл в присутствии кислорода всегда покрыт тонкой, невидимой пленкой оксида. Эта пленка является в значительной степени непроницаемой и имеет довольно высокие защитные свойства. Поэтому алюминий обычно демонстрирует стабильность и длительный срок службы при нормальных атмосферных условиях.
Алюминий и драгоценные камни
Из-за его химической активности и высокому сродству к кислороду алюминий не встречается в природе в металлическом состоянии. Он всегда находится в комбинации с другими химическими элементами. Рубины и сапфиры, например, являются комбинациями – соединениями – алюминий и кислорода, гранаты – алюминия и кремния, а нефриты – это соединения алюминия с натрием, кислородом и кремнием.