Materiales conductores en instalaciones eléctricas

Los alambres de cobre, aluminio, sus aleaciones y hierro (acero) se utilizan como piezas conductoras en instalaciones eléctricas.

El cobre es uno de los mejores materiales conductores. Densidad del cobre a 20 ° C 8,95 g / cm3, punto de fusión 1083 ° C. El cobre es químicamente poco activo, pero se disuelve fácilmente en ácido nítrico y se disuelve en ácido clorhídrico y sulfúrico diluidos solo en presencia de oxidantes (oxígeno). En el aire, el cobre se cubre rápidamente con una fina capa de óxido de color oscuro, pero esta oxidación no penetra profundamente en el metal y sirve como protección contra una mayor corrosión. El cobre se presta bien para la forja y el laminado sin calentamiento.

para la producción de cables electricos lingotes de cobre electrolítico aplicados que contienen un 99,93 % de cobre puro.

La conductividad eléctrica del cobre depende en gran medida de la cantidad y el tipo de impurezas y, en menor medida, del tratamiento mecánico y térmico. La resistencia del cobre a 20°C es de 0,0172-0,018 ohm x mm2/m.

Para la producción de alambres se utiliza cobre blando, semiduro o duro con un peso específico de 8,9, 8,95 y 8,96 g/cm.3, respectivamente.

El cobre en aleaciones con otros metales es ampliamente utilizado para la producción de partes vivas... Las siguientes aleaciones son las más utilizadas.

Latón - una aleación de cobre con zinc, con un contenido de al menos 50% de cobre en la aleación, con adiciones de otros metales. Resistencia latón 0,031 — 0,079 ohm x mm2 / m. Distinga entre latón: latón rojo con un contenido de cobre de más del 72% (tiene propiedades de alta plasticidad, anticorrosión y antifricción) y latón especial con adiciones de aluminio, estaño, plomo o manganeso.

Contacto de latón

Bronce: una aleación de cobre y estaño con aditivos de varios metales. Según el contenido del componente principal de bronce en la aleación, se denominan estaño, aluminio, silicio, fósforo, cadmio. Resistencia del bronce 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

El latón y el bronce se distinguen por sus buenas propiedades mecánicas y físico-químicas. Son fáciles de procesar por fundición y presión, resistentes a la corrosión atmosférica.

Aluminio: en cuanto a sus cualidades, el segundo material conductor después del cobre. Punto de fusión 659,8 ° C. Densidad del aluminio a 20 ° — 2,7 g / cm3... El aluminio es fácil de moldear y funciona bien. A una temperatura de 100 - 150 ° C, el aluminio es forjado y dúctil (se puede enrollar en láminas de hasta 0,01 mm de espesor).

La conductividad eléctrica del aluminio depende fuertemente de las impurezas y poco del tratamiento mecánico y térmico. Cuanto más pura sea la composición del aluminio, mayor será su conductividad eléctrica y mejor resistencia al ataque químico.El mecanizado, laminado y recocido tienen un efecto significativo en la resistencia mecánica del aluminio. El trabajo en frío del aluminio aumenta su dureza, elasticidad y resistencia a la tracción. Resistencia del aluminio a 20 °C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/ m.

Al reemplazar el cobre con aluminio, la sección transversal del cable debe aumentarse en relación con la conductividad, es decir, 1,63 veces.

Con la misma conductividad, el alambre de aluminio será 2 veces más liviano que el cobre.

Para la producción de alambres, se utiliza aluminio, que contiene al menos un 98 % de aluminio puro, silicio no más del 0,3 %, hierro no más del 0,2 %

Para la producción de partes vivas, use aleaciones de aluminio con otros metales, por ejemplo: Duraluminio - una aleación de aluminio con cobre y manganeso.

Silumin — una aleación ligera de aluminio con una mezcla de silicio, magnesio, manganeso.

Las aleaciones de aluminio tienen buenas propiedades de fundición y alta resistencia mecánica.

Las siguientes son las aleaciones de aluminio más utilizadas en ingeniería eléctrica:

Aleación de aluminio forjado de clase AD con aluminio no inferior a 98,8 y otras impurezas hasta 1,2.

Aleación de aluminio forjado clase AD1 con aluminio no inferior a 99,3 y otras impurezas hasta 0,7.

Aleación de aluminio forjado, clase AD31 con aluminio 97,35 — 98,15 y otras impurezas 1,85 -2,65.

Las aleaciones de los grados AD y AD1 se utilizan para la fabricación de carcasas y matrices para soportes de hardware. Los perfiles y cauchos utilizados para los cables eléctricos están hechos de aleación grado AD31.

Los productos de aleación de aluminio, como resultado del tratamiento térmico, adquieren una alta resistencia máxima y un límite de densidad (fluencia).

Hierro: punto de fusión 1539 ° C. La densidad del hierro es 7,87. El hierro se disuelve en ácidos, se oxida con halógenos y oxígeno.

En ingeniería eléctrica se utilizan diferentes tipos de acero, por ejemplo:

Aceros al carbono: aleaciones forjadas de hierro con carbono y otras impurezas metalúrgicas.

Resistencia de los aceros al carbono 0,103 — 0,204 ohmios x mm2/m.

Aceros aleados: aleaciones con adiciones de cromo, níquel y otros elementos agregados adicionalmente al acero al carbono.

Los aceros son buenos propiedades magnéticas.

Como aditivos en aleaciones, así como para la producción y el rendimiento de la soldadura. recubrimientos protectores Los metales eléctricamente conductores son ampliamente utilizados:

El cadmio es un metal maleable. El punto de fusión del cadmio es de 321 ° C. Resistencia 0,1 ohm x mm2/m En ingeniería eléctrica, el cadmio se utiliza para preparar soldaduras de bajo punto de fusión y para recubrimientos protectores (revestimiento de cadmio) en la superficie de los metales. En cuanto a sus propiedades anticorrosivas, el cadmio está cerca del zinc, pero los recubrimientos de cadmio son menos porosos y se aplican en una capa más delgada que el zinc.

Níquel — punto de fusión 1455 ° C. Resistencia del níquel 0,068 — 0,072 ohm x mm2/m A temperaturas normales no se oxida con el oxígeno atmosférico. El níquel se usa en aleaciones y para una capa protectora (niquelado) en la superficie de los metales.

Estaño — punto de fusión 231,9 ° C. Resistencia del estaño 0,124 — 0,116 ohm x mm2 / m El estaño se utiliza para soldar una capa protectora (estañado) de metales en forma pura y en forma de aleaciones con otros metales.

Plomo — punto de fusión 327,4 ° C. Resistividad 0,217 — 0,227 ohm x mm2/ m El plomo se utiliza en aleaciones con otros metales como material resistente a los ácidos. Se añade a las aleaciones de soldadura (soldaduras).

Plata: un metal muy maleable y maleable. El punto de fusión de la plata es de 960,5 °C. La plata es el mejor conductor del calor y la electricidad.Resistencia de la plata 0,015 — 0,016 ohmios x mm2/m La plata se utiliza para una capa protectora (plata) en la superficie de los metales.

Antimonio: metal brillante y quebradizo, punto de fusión 631 ° C. El antimonio se usa como aditivo en aleaciones para soldar (soldaduras).

Cromo: un metal duro y brillante. Punto de fusión 1830 ° C. No cambia en el aire a temperaturas normales. Resistencia del cromo 0,026 ohmios x mm2/m El cromo se utiliza en aleaciones y para el recubrimiento protector (cromado) de superficies metálicas.

Zinc — punto de fusión 419,4 ° C. Resistencia del zinc 0,053 — 0,062 ohm x mm2/ m En aire húmedo, el zinc se oxida, recubriéndose con una capa de óxido que protege contra las influencias químicas posteriores. En ingeniería eléctrica, el zinc se usa como aditivo en aleaciones y soldaduras, así como para un recubrimiento protector (galvanizado) en las superficies de piezas metálicas.