Druhy a vlastnosti ele.materiálů

Prezentace na téma: "Druhy a vlastnosti ele.materiálů"— Transkript prezentace:

1 Druhy a vlastnosti ele.materiálů
Z kovů s velkou vodivostí se zhotovují elektrovodné části, jako vodiče, kabely, vinutí elektrických strojů apod. Měď- Cu a její slitiny; hliník - Al a jeho slitiny; stříbro - Ag; zlato - Au. Nejlepší vodivost mezi čistými kovy má stříbro, na druhém místě je měď, na třetím zlato, pak hliník. Rezistivita - měrný ele.odpor (Ω·mm2/m)-převrácená hodnota konduktivity Čím větší je rezistivita, tím menší je lokální vodivost a tím větší je ele.odpor. Ag= 0, Cu= 0, Au= 0, Al= 0,0263

2 Elektrovodná měď Musí obsahovat nejméně 99,9% Cu a stříbro Ag.
Vyznačuje se velkou vodivostí a velkou odolností proto korozi. Vlivem přísad se však elektrická i tepelná vodivost zmenšuje. Podle mechanických vlastností se měď dělí na tři druhy: Měkká - má pevnost menší než 30 kg/mm2 (instalační vodiče, šňůry, kabely silové i sdělovací, folie) Polotvrdá - má zaručenou pevnost 30 až 36 kg/mm2, je tvárná a mírně pruží (dráty, lana a profilové vodiče pro stavbu sekundárních vedení, plechy užívané k výrobě přístrojů) Tvrdá - má zaručenou pevnost až 40 kg/mm2, je značně pružná. (lana venkovního vedení vysokého napětí, kontakty spínačů)

3

4 Slitiny mědi mají větší pevnost, avšak menší elektrickou vodivost.
Bronz- slitina mědi Cu s jinými kovy. Cu-Sn (cínové bronzy) - odolné proti korozi, dobré mechanické vlastnosti. Dosahují pouze 6%vodivosti mědi. Pohyblivé pružné vodivé součásti, pružiny vypínačů b) Cu-Sn-Pb (cínoolověné bronzy) - zlepšují se kluzné vlastnosti a proto se používají na části vystavené tření, velice odolné proti korozi. c) Cu-Al (hliníkové bronzy) - pro pružné části pracující za vyšších teplot.

5 Bronz Mosaz

6 Mosaz - slitina mědi Cu a 40% zinku Zn, případně + přísada dalšího kovu (olova, cínu, niklu, manganu, křemíku). Dráty, tyče a plechy. Dosahuje 30% vodivosti mědi. Dobré korozní vlastnosti, nemagnetičnost, dobrá pájitelnost. Př: CuZn37 …spínače, objímky žárovek, CuZnNi …pružiny

7 Měď Cu + stříbro Ag - součásti ele.strojů
Měď Cu + chrom Cr - dobrá vodivost a mechanické vlastnosti - elektrody svař.strojů Měď Cu + cadmium Cd - velká pevnost drátů - troleje, vedení

8 Měď Přednosti: Vynikající vodivost (elektrická, tepelná)
Dobré kontaktní vlastnosti Výborná tvárnost za studena i za tepla Dobrá spojovatelnost (pájením, svařováním) Nedostatky: Malá pevnost Malá odolnost proti působení síry a oxidaci

9 Elektrovodný hliník Ve srovnání s Cu je nižší cena a větší dostupnost.
Aby Al a Cu vodič měl stejnou vodivost, musí být průřez hliníku 1,6x větší než mědi, jeho hmotnost je však poloviční. Při stejném proudovém zatížení se hliník méně zahřívá, protože má větší povrch. Hodí se tam, kde je důležitá váha a nevadí větší průřez. Př.: rozvodná zařízení v elektrárnách a transformačních stanicích elektrická instalace domovní i průmyslová rozvodné sítě, kabely silové (méně už kabely sdělovací).

10

11 Hliník se na vzduchu pokrývá vrstvou Al2O3 - zhoršuje
kontaktní vlastnosti ,zhoršuje vzájemné spojování hliníkových dílů i spojování hliníku s jinými vodiči (např. Cu). Zvlášť čistý hliník (99,996 %)se používá na anodové fólie elektrolytických kondenzátorů. Použití: - náhrada mědi pro výrobu silových rozvodů (vodičů). Slitiny Al- větší pevnost, ale zhoršují jak vodivost a mechanické vlastnosti. Př.: Al-Mg-Fe …vinutí rotorů strojů Al-Mg-Si …vyšší ohebnost, vodiče rozvodných zařízení, vinutí transformátorů vyšších výkonů.

12 Nedostatky: Al není vhodným materiálem pro vodiče často ohýbané a při spojování s jinými vodiči. Méně vhodný tam, kde zvětšení průřezu vodiče způsobí i zvětšení ostatních částí.

13 Jiné vodivé kovy Zinek Zn využívá se na galvanické články suchých baterií, pozinkování. Olovo Pb využívá se na pláště kabelů a dále na akumulátory,pojistky na malé proudy. Cín Sn odolný proti korozi, použití v pájkách Nikl Ni je tvrdý, velká odolnost proti chemickým vlivům, drahý Použití: galvanické články suchých baterií. Pro elektrotechniku významný jako slitina železa a niklu - přívodní drátky k žárovkám FeNi48 nebo FeNi42.

14 Wolfram W vysoká tavící teplota- vlákna žárovek (bod tání 3370 °C)
Wolfram W vysoká tavící teplota- vlákna žárovek (bod tání 3370 °C). Nevýhoda - vlákno se vlivem žáru částečně rozprašuje a proto se žárovky plní neutrálním plynem (dusík, argon, krypton). Zlato Au měkký tvárný kov, chemická odolnost, neoxiduje na vzduchu, snadno se připojuje k ostatním kovům. Použití: elektrické kontakty Stříbro Ag nejlepší vodičem tepla a elektřiny. Dobře svařitelné, na vzduchu je stálé a neporušuje se ani ve styku s jinými kovy. Použití: • v radiotechnice se postřibřují vodiče vysílačů • malé kondenzátory jsou vyrobeny z postříbřené slídy • drátky pojistek, kontakty, nebo alespoň jejich postříbření • stříbrných pájek se využívá k tvrdému pájení (nad 450°C)

15 Kontaktní materiály Kontakty jsou nejdůležitější částí spínačů.
Jsou to vodivé části, převádějící proud vzájemným stykem a umožňující spojení a rozpojení obvodu během provozu. Kontakty jsou namáhány mechanicky a tepelně. Zvlášť silně zahřívá kontakty elektrický oblouk při vypínání.

16 Požadavky na kontaktní materiály:
musí mít malý přechodový odpor vysokou teplotu tání odolné proti okysličování odolné proti mechanickému opotřebení Tvrdá měď, mosaz, čisté stříbro, slitiny stříbra (Ag-Si, Ag-Au, Ag- Cu, Ag-Ni), bimetal (kontaktový dvojkov-vznikne naplátováním drahého kovu (Ag) na podložku levnějšího (Cu, bronz, mosaz).