Bahan konduktif dalam instalasi listrik

Kabel yang terbuat dari tembaga, aluminium, paduannya, dan besi (baja) digunakan sebagai bagian konduktif dalam instalasi listrik.

Tembaga adalah salah satu bahan konduktif terbaik. Kepadatan tembaga pada 20 ° C 8,95 g / cm3, titik leleh 1083 ° C. Tembaga secara kimiawi sedikit aktif, tetapi mudah larut dalam asam nitrat dan larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer hanya dengan adanya oksidator (oksigen). Di udara, tembaga dengan cepat ditutupi lapisan tipis oksida berwarna gelap, tetapi oksidasi ini tidak menembus jauh ke dalam logam dan berfungsi sebagai perlindungan terhadap korosi lebih lanjut. Tembaga cocok untuk ditempa dan digulung tanpa pemanasan.

Untuk produksi kabel listrik ingot tembaga elektrolitik terapan yang mengandung 99,93% tembaga murni.

Konduktivitas listrik tembaga sangat tergantung pada jumlah dan jenis pengotor dan pada tingkat yang lebih rendah pada perlakuan mekanis dan termal. Resistensi tembaga pada 20 ° C adalah 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Untuk produksi kabel, digunakan tembaga lunak, semi keras atau keras dengan berat spesifik masing-masing 8,9, 8,95 dan 8,96 g / cm.3.

Tembaga dalam paduan dengan logam lain banyak digunakan untuk produksi bagian aktif... Paduan berikut adalah yang paling banyak digunakan.

Kuningan - paduan tembaga dengan seng, dengan kandungan setidaknya 50% tembaga dalam paduan, dengan tambahan logam lainnya. Perlawanan kuningan 0,031 — 0,079 ohm x mm2 / m. Bedakan antara kuningan — kuningan merah dengan kandungan tembaga lebih dari 72% (memiliki sifat plastisitas tinggi, anti korosi dan anti gesekan) dan kuningan khusus dengan tambahan aluminium, timah, timah atau mangan.

Kontak kuningan

Perunggu — paduan tembaga dan timah dengan aditif dari berbagai logam. Tergantung pada kandungan komponen utama perunggu dalam paduan, mereka disebut timah, aluminium, silikon, fosfor, kadmium. Ketahanan perunggu 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

Kuningan dan perunggu dibedakan oleh sifat mekanik dan fisikokimia yang baik. Mereka mudah diproses dengan pengecoran dan tekanan, tahan terhadap korosi atmosfer.

Aluminium — dalam kualitasnya, bahan konduktif kedua setelah tembaga. Titik lebur 659,8 ° C. Kepadatan aluminium pada 20 ° — 2,7 g / cm3... Aluminium mudah dituang dan bekerja dengan baik. Pada suhu 100 — 150 ° C, aluminium ditempa dan ulet (dapat digulung menjadi lembaran setebal 0,01 mm).

Konduktivitas listrik aluminium sangat bergantung pada pengotor dan sedikit pada perlakuan mekanis dan panas. Semakin murni komposisi aluminium, semakin tinggi konduktivitas listriknya dan ketahanan yang lebih baik terhadap serangan kimia.Machining, rolling dan annealing memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan mekanik aluminium. Pengerjaan dingin aluminium meningkatkan kekerasan, elastisitas, dan kekuatan tariknya. Ketahanan aluminium pada 20 ° C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/ m.

Saat mengganti tembaga dengan aluminium, penampang kabel harus ditingkatkan relatif terhadap konduktivitas, yaitu 1,63 kali.

Dengan konduktivitas yang sama, kawat aluminium akan 2 kali lebih ringan dari tembaga.

Untuk produksi kabel, aluminium digunakan, mengandung setidaknya 98% aluminium murni, silikon tidak lebih dari 0,3%, besi tidak lebih dari 0,2%

Untuk produksi bagian aktif, gunakan paduan aluminium dengan logam lain, misalnya: Duralumin - paduan aluminium dengan tembaga dan mangan.

Silumin — paduan aluminium ringan dengan campuran silikon, magnesium, mangan.

Paduan aluminium memiliki sifat pengecoran yang baik dan kekuatan mekanik yang tinggi.

Berikut ini adalah paduan aluminium yang paling banyak digunakan dalam teknik kelistrikan:

Paduan aluminium tempa kelas AD dengan aluminium tidak kurang dari 98,8 dan pengotor lainnya hingga 1,2.

Paduan aluminium tempa kelas AD1 dengan aluminium tidak kurang dari 99,3 dan pengotor lainnya hingga 0,7.

Paduan aluminium tempa, kelas AD31 dengan aluminium 97,35 — 98,15 dan pengotor lainnya 1,85 -2,65.

Paduan grade AD dan AD1 digunakan untuk pembuatan housing dan die untuk braket perangkat keras. Profil dan karet yang digunakan untuk kabel listrik terbuat dari paduan kelas AD31.

Produk paduan aluminium, sebagai hasil dari perlakuan panas, memperoleh batas kekuatan dan kerapatan (creep) maksimum yang tinggi.

Besi — titik leleh 1539 ° C. Massa jenis besi adalah 7,87. Besi larut dalam asam, dioksidasi oleh halogen dan oksigen.

Berbagai jenis baja digunakan dalam teknik kelistrikan, misalnya:

Baja karbon - paduan besi tempa dengan karbon dan pengotor metalurgi lainnya.

Ketahanan baja karbon 0,103 — 0,204 ohm x mm2/m.

Baja paduan — paduan dengan tambahan kromium, nikel, dan elemen lain yang ditambahkan ke baja karbon.

Baja itu bagus sifat magnetik.

Sebagai aditif dalam paduan serta untuk produksi dan kinerja solder pelapis pelindung logam konduktif listrik banyak digunakan:

Kadmium adalah logam lunak. Titik leleh kadmium adalah 321 ° C. Ketahanan 0,1 ohm x mm2/m Dalam teknik kelistrikan, kadmium digunakan untuk menyiapkan solder dengan titik leleh rendah dan untuk pelapis pelindung (lapisan kadmium) pada permukaan logam. Dalam hal sifat anti-korosinya, kadmium mirip dengan seng, tetapi pelapis kadmium kurang berpori dan diaplikasikan dalam lapisan yang lebih tipis daripada seng.

Nikel — titik leleh 1455 ° C. Ketahanan nikel 0,068 — 0,072 ohm x mm2/m Pada suhu normal tidak teroksidasi oleh oksigen atmosfer. Nikel digunakan dalam paduan dan untuk lapisan pelindung (pelapisan nikel) pada permukaan logam.

Timah — titik lebur 231,9 ° C. Ketahanan timah 0,124 — 0,116 ohm x mm2 / m Timah digunakan untuk menyolder lapisan pelindung (tinning) logam dalam bentuk murni dan dalam bentuk paduan dengan logam lain.

Timbal — titik leleh 327,4 ° C Resistivitas 0,217 — 0,227 ohm x mm2/ m Timbal digunakan dalam paduan dengan logam lain sebagai bahan tahan asam. Itu ditambahkan ke paduan solder (solder).

Perak — logam yang sangat mudah ditempa dan mudah ditempa. Titik lebur perak adalah 960,5 ° C. Perak adalah penghantar panas dan listrik terbaik.Resistansi perak 0,015 — 0,016 ohm x mm2/m Perak digunakan untuk lapisan pelindung (perak) pada permukaan logam.

Antimon - logam rapuh mengkilap, titik leleh 631 ° C. Antimon digunakan sebagai aditif dalam paduan penyolderan (solder).

Chrome — logam yang keras dan berkilau. Titik lebur 1830 ° C. Tidak berubah udara pada suhu normal. Resistansi kromium 0,026 ohm x mm2/m Kromium digunakan dalam paduan dan untuk lapisan pelindung (chroming) permukaan logam.

Seng — titik leleh 419,4 ° C. Ketahanan seng 0,053 — 0,062 ohm x mm2/ m Di udara lembab, seng teroksidasi, menutupi dirinya dengan lapisan oksida yang melindungi dari pengaruh kimia berikutnya. Dalam teknik kelistrikan, seng digunakan sebagai aditif dalam paduan dan solder, serta untuk lapisan pelindung (galvanisasi) pada permukaan bagian logam.