Conduttori elettrici

Cosa sono i driver elettrici?

IL Conduttori elettrici o materiali di conduttore Sono quelli che hanno poca resistenza alla circolazione della corrente elettrica, date le loro proprietà specifiche. La struttura atomica dei conduttori elettrici facilita il movimento degli elettroni attraverso questi, con cui questo tipo di elementi favorisce la trasmissione dell'elettricità.

I conducenti possono verificarsi in vari modi, uno di questi è il materiale in condizioni fisiche specifiche, come le barre di metallo (Cabillas) che non sono state fatte parte dei circuiti elettrici. Nonostante non facciano parte di un gruppo elettrico, questi materiali mantengono sempre le loro proprietà di guida.

Esistono anche conduttori elettrici unipolari o multipolari, che sono formalmente utilizzati come connettori a circuiti elettrici nelle aree residenziali e industriali. Questo tipo di conduttore può essere costituito da fili di rame o altro materiale metallico, coperto da una superficie isolante.

Caratteristiche dei conduttori elettrici

I conduttori elettrici sono caratterizzati dal non offrire molta resistenza al passaggio della corrente elettrica attraverso questi. Ciò è possibile solo grazie alle sue proprietà elettriche e fisiche, che garantiscono che la circolazione dell'elettricità da parte del conducente non induce la deformazione o la distruzione del materiale in questione.

Caratteristiche elettriche

Le principali caratteristiche elettriche dei conduttori elettrici sono le seguenti:

Buona conduttività

I conduttori elettrici devono avere una buona conducibilità elettrica per svolgere la propria funzione di trasporto elettrico.

La Commissione elettrotecnica internazionale ha stabilito a metà del 1913 che la conduttività elettrica del rame nella sua forma più pura potrebbe servire da riferimento per misurare e confrontare la conducibilità di altri materiali conduttivi.

Pertanto, è stato istituito lo standard di rame internazionale (Standard di rame ricotto internazionale, IACS).

Il riferimento adottato era la conduttività di un filo di rame di una lunghezza e un grammo di massa a 20 ° C, il cui valore è pari a 5,80 x 10⁷ S.M^-1. Questo valore è noto come conduttività elettrica IACS al 100 % ed è il punto di riferimento per misurare la conducibilità dei materiali conduttivi.

Un materiale conduttivo è considerato come tale se ha oltre il 40 % IACS. I materiali che hanno una conduttività superiore al 100 % IAC sono considerati materiali ad alta conducibilità.

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La struttura atomica consente il passaggio della corrente

La struttura atomica consente il passaggio della corrente elettrica, poiché gli atomi hanno pochi elettroni nello strato di valenza e, a loro volta, questi elettroni vengono staccati dal nucleo dell'atomo.

La configurazione descritta implica che non è richiesta una grande quantità di energia in modo che gli elettroni si spostano da un atomo all'altro, facilitando il movimento degli elettroni attraverso il conducente.

Questo tipo di elettroni si chiama elettroni liberi. La sua disposizione e la libertà di movimento attraverso la struttura atomica sono ciò che porta alla circolazione dell'elettricità attraverso il conducente.

Nuclei uniti

La struttura molecolare dei conduttori è composta da una rete nuclei molto unita, che rimane praticamente immobile a causa della sua coesione.

Ciò porta al movimento di elettroni che sono lontani all'interno della molecola, poiché si mobilitano liberamente e reagiscono alla vicinanza di un campo elettrico. 

Questa reazione induce il movimento degli elettroni in una direzione specifica, che dà origine alla circolazione della corrente elettrica attraverso il materiale conduttivo.

Equilibrio elettrostatico

Essendo soggetti a un carico particolare, i materiali conduttivi alla fine raggiungono uno stato di equilibrio elettrostatico in cui non si verifica il movimento dei carichi all'interno del materiale.

I carichi positivi sono agglomerati a un'estremità del materiale e i carichi negativi si accumulano all'estremità opposta. Lo spostamento dei carichi sulla superficie del driver genera la presenza di campi elettrici uguali e opposti all'interno del driver. Pertanto, il campo elettrico interno totale all'interno del materiale è zero.

Caratteristiche fisiche

Malleabile

I conduttori elettrici devono essere malleabili; cioè, devono essere in grado di deformarsi senza rompere.

I materiali di guida vengono generalmente utilizzati in applicazioni domestiche o industriali, in cui devono essere sottoposti a curvature e pieghe; Pertanto, la malleabilità è una caratteristica estremamente importante.

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Resistente

Questi materiali dovrebbero essere resistenti all'usura, per supportare le condizioni di sollecitazione meccanica a cui sono generalmente sottoposti, accoppiati ad alte temperature a causa della circolazione attuale.

Strato isolante

Se utilizzati in un'applicazione industriale residenziale o come parte del sistema di fornitura di elettricità interconnessa, i conducenti devono essere sempre coperti da un adeguato strato isolante.

Questo strato esterno, noto anche come giacca isolante, è necessario per impedire alla corrente elettrica che circola attraverso il conducente di essere in contatto con le persone o gli oggetti che sono in giro.

Tipi di conduttori elettrici

Esistono diverse categorie di conduttori elettrici e, a sua volta, in ciascuna categoria sono i materiali o i media di una maggiore conducibilità elettrica.

Per eccellenza, i migliori conduttori elettrici sono metalli solidi, tra cui rame, oro, argento, alluminio, ferro e alcune leghe si distinguono.

Tuttavia, esistono altri tipi di materiali o soluzioni che hanno buone proprietà di conduzione elettrica, come soluzioni di grafite o soluzione salina.

A seconda del modo in cui viene eseguita la conduzione elettrica, è possibile differenziare tre tipi di materiali o mezzi conduttivi, che sono dettagliati di seguito:

Conduttori metallici

Questo gruppo è costituito da metalli solidi e dalle loro rispettive leghe.

I conduttori metallici devono la loro alta conducibilità alle nuvole di elettroni liberi che favoriscono la circolazione della corrente elettrica attraverso questi. I metalli producono gli elettroni situati nell'ultima orbita dei loro atomi senza investire maggiori quantità di energia, il che porta al salto di elettroni da un atomo a un altro.

D'altra parte, le leghe sono caratterizzate da una resistività elevata; Cioè, hanno una resistenza proporzionale alla lunghezza e al diametro del conducente.

Le leghe più utilizzate nelle installazioni elettriche sono l'ottone, una lega di rame e zinco; La stagno, una lega di ferro e latta; leghe di rame e nichel; e leghe cromate e nichel.

Conduttori elettrolitici

Queste sono soluzioni costituite da ioni liberi, che aiutano la conduzione elettrica della classe ionica.

Per la maggior parte, questi tipi di conduttori sono presenti nelle soluzioni ioniche, poiché le sostanze elettrolitiche devono sottoporsi a dissociazioni parziali (o totali) per formare gli ioni che caricano i vettori.

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I conduttori elettrolitici basano il loro funzionamento sulle reazioni chimiche e lo spostamento della materia, che facilita il movimento degli elettroni attraverso il percorso di circolazione abilitato da ioni liberi.

Conduttori gassosi

In questa categoria ci sono i gas che sono stati precedentemente sottoposti a un processo di ionizzazione, che consente la conduzione dell'elettricità attraverso questi.

L'aria stessa funge da conduttore di elettricità quando, quando si verifica la rottura dielettrica, funge da conduttore di elettricità per la formazione di raggi e scarichi elettrici.

Esempi di driver

Alluminio

È altamente utilizzato nei sistemi di trasmissione elettrica aerea, poiché nonostante abbia una conduttività inferiore del 35 % rispetto al rame, il suo peso è tre volte più leggero di quest'ultimo rispetto a quest'ultimo.

Gli scatti ad alta tensione sono generalmente coperti da una superficie esterna di polivinile cloruro (PVC), che impedisce il surriscaldamento del conducente e isola il passaggio della corrente elettrica dall'esterno dell'esterno dell'esterno.

Rame

È il metallo più usato come conduttore elettrico nelle applicazioni industriali e residenziali, dato l'equilibrio che presenta tra la sua conduttività e il prezzo.

Il rame può essere utilizzato nei driver a basso e medio calibro, con uno o più fili, a seconda della capacità amperimetrica del driver.

Oro

È un materiale utilizzato nei montaggi elettronici dei microprocessori e dei circuiti integrati. Viene inoltre utilizzato per produrre i terminali per le batterie del veicolo, tra le altre applicazioni.

La conduttività dell'oro è inferiore di circa il 20 % rispetto alla conduttività dell'oro ricotto. Tuttavia, è un materiale molto resistente e resistente alla corrosione.

Argento

Con una conduttività di 6,30 x 10⁷ S.M^-1 (9-10 % superiore alla conduttività del rame ricotto), è il metallo con la più grande conducibilità elettrica nota fino ad oggi.

È un materiale molto malleabile e duttile, con una durezza paragonabile a quella dell'oro o del rame. Tuttavia, il suo costo è estremamente elevato, quindi il suo uso non è così comune nel settore.