Σύντομη απάντηση: Αγωγιμότητα, Ειδική Αντίσταση και %IACS
Αγωγιμότητα υποδεικνύει πόσο εύκολα ένα υλικό μεταφέρει το ηλεκτρικό ρεύμα. Ειδική αντίσταση υποδεικνύει πόσο έντονα αντιστέκεται στη ροή του ρεύματος. % IACS συγκρίνει την αγωγιμότητα ενός υλικού με εκείνη του ανόπτου χαλκού, όπου το 100% IACS θεωρείται συνήθως περίπου 58 MS/m στους 20°C. Για ζυγοστάτες, ακροδέκτες, εξαρτήματα γείωσης και ηλεκτρικές επαφές, αυτές οι τιμές βοηθούν στη σύγκριση υλικών, αλλά δεν αντικαθιστούν τους πλήρεις σχεδιαστικούς ελέγχους για την άνοδο θερμοκρασίας, τη μηχανική αντοχή, την επιμετάλλωση, την πίεση επαφής, τη διάβρωση και την αντοχή στο ηλεκτρικό τόξο.
Οι τρεις μετρήσεις περιγράφουν την ίδια ηλεκτρική συμπεριφορά από διαφορετικές οπτικές γωνίες:
- Υψηλότερη αγωγιμότητα σημαίνει ευκολότερη ροή ρεύματος.
- Χαμηλότερη ειδική αντίσταση σημαίνει ευκολότερη ροή ρεύματος.
- Υψηλότερο % IACS σημαίνει ότι το υλικό είναι πιο κοντά ή ανώτερο από την αγωγιμότητα του ανόπτου χαλκού.
Στον πρακτικό ηλεκτρολογικό σχεδιασμό, ο χαλκός παραμένει ο βασικός αγωγός, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται όταν το βάρος και το κόστος έχουν σημασία, ο άργυρος χρησιμοποιείται συχνά ως επίστρωση ή επιφάνεια επαφής και όχι ως κύριος αγωγός, ενώ το βολφράμιο ή το κράμα χαλκού-βολφραμίου χρησιμοποιείται όπου η αντοχή στη διάβρωση από τόξο είναι σημαντικότερη από τη μέγιστη αγωγιμότητα.
Γιατί αυτό είναι σημαντικό στα ηλεκτρολογικά εξαρτήματα
Η αγωγιμότητα του υλικού επηρεάζει τη θερμότητα, την πτώση τάσης και την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος. Εάν δύο εξαρτήματα έχουν την ίδια γεωμετρία, το υλικό με τη χαμηλότερη ειδική αντίσταση συνήθως λειτουργεί σε χαμηλότερη θερμοκρασία με το ίδιο ρεύμα, επειδή παράγει λιγότερη θερμότητα Joule.
Η σχέση είναι:
P = I²Rόπου:
Pείναι η θερμότητα που παράγεται από την αντίστασηIείναι το ρεύμαRείναι η ηλεκτρική αντίσταση
Γι' αυτό η αγωγιμότητα έχει σημασία στα:
- ζυγοί χαλκού και αλουμινίου
- αγώγιμα μέρη μικροαυτομάτων (MCB) και αυτόματων διακοπτών ισχύος (MCCB)
- κλέμες σύνδεσης και μπάρες γείωσης
- επαφές ρελέ και επαφέων
- επιχρυσωμένες επιφάνειες επαφής
- επαφές τόξου χαλκού-βολφραμίου
- συνδέσεις πινάκων και κοχλιωτές συνδέσεις
Για επιλογή ειδικά για ζυγοζυγούς, δείτε 10 διαφορές μεταξύ των ράβδων μεταφοράς χαλκού και αλουμινίου και Οδηγός επιλογής ζυγοζυγών: Σύγκριση επικάλυψης χαλκού, κασσιτέρου και αργύρου.
Τι είναι η ηλεκτρική ειδική αντίσταση;
Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση είναι μια εγγενής ιδιότητα του υλικού που περιγράφει πόσο έντονα ένα υλικό αντιτίθεται στο ηλεκτρικό ρεύμα. Συνήθως συμβολίζεται ως ρ και εκφράζεται συνήθως σε:
Ω · m(ohm-meter)μΩ · cm(μΩ · cm)nΩ · m(nΩ · m)
Η χαμηλότερη ειδική αντίσταση είναι προτιμότερη για αγωγούς μεταφοράς ρεύματος.
Για παράδειγμα, ο ανόπτητος χαλκός έχει τυπική ειδική αντίσταση περίπου 1,724 μΩ·cm στους 20°C, ενώ το αλουμίνιο είναι συνήθως περίπου 2.7-2.9 μΩ·cm ανάλογα με την καθαρότητα και την ποιότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το αλουμίνιο χρειάζεται συνήθως μεγαλύτερη διατομή από τον χαλκό για να μεταφέρει παρόμοιο ρεύμα με συγκρίσιμη αύξηση θερμοκρασίας.
Η ειδική αντίσταση δεν είναι σταθερή για κάθε εξάρτημα σε πραγματικές συνθήκες. Μεταβάλλεται ανάλογα με:
- θερμοκρασία
- την ποιότητα του υλικού
- το επίπεδο προσμίξεων
- την ψυχρή κατεργασία
- τη θερμική κατεργασία
- τα στοιχεία κραματοποίησης
- επιμετάλλωση και κατάσταση επιφάνειας
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι δημοσιευμένες τιμές πρέπει να αντιμετωπίζονται ως τυπικές τιμές αναφοράς και όχι ως τελικά όρια επιθεώρησης, εκτός εάν συνδέονται με ένα συγκεκριμένο πρότυπο υλικού ή προδιαγραφή αγοράς.
Τι είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα;
Ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι το αντίστροφο της ειδικής αντίστασης. Συνήθως γράφεται ως σ και εκφράζεται συνήθως σε:
- S/m (siemens ανά μέτρο)
- MS/m (megasiemens ανά μέτρο)
Ο τύπος είναι:
σ = (1 / ρ)Υψηλότερη αγωγιμότητα σημαίνει ότι το υλικό μεταφέρει το ρεύμα πιο εύκολα.
Τυπικά παραδείγματα αγωγιμότητας στους 20°C:
- Άργυρος: περίπου 61-63 MS/m
- Ανόπτητος χαλκός: περίπου 58 MS/m
- Αλουμίνιο: περίπου 35-37 MS/m
- Βολφράμιο: περίπου 17-19 MS/m
- Ανοξείδωτος χάλυβας 304: περίπου 1,1-1,5 MS/m, ανάλογα με την αναφορά και την κατάσταση
Η αγωγιμότητα είναι χρήσιμη κατά τη σύγκριση υλικών αγωγών, αλλά δεν αποτελεί το μοναδικό κριτήριο επιλογής. Ένα ελατήριο ακροδέκτη, για παράδειγμα, μπορεί να χρειάζεται αντοχή και ελαστικότητα περισσότερο από τη μέγιστη αγωγιμότητα. Μια ακίδα επαφής μπορεί να χρειάζεται αντοχή στο τόξο περισσότερο από την αγωγιμότητα του καθαρού χαλκού.
Τι είναι το %IACS;
% IACS σημαίνει τοις εκατό του Διεθνούς Προτύπου Ανόπτου Χαλκού (IACS). Εκφράζει την αγωγιμότητα ενός υλικού ως ποσοστό του Διεθνούς Προτύπου Ανόπτου Χαλκού, όπου ο ανόπτος χαλκός χρησιμοποιείται ως αναφορά.
Στη συνήθη μηχανολογική πρακτική:
100% IACS ≈ 58 MS/m στους 20°CΕπομένως:
- 100% IACS σημαίνει περίπου ίσο με τον ανόπτο χαλκό
- 60% IACS σημαίνει περίπου 60% της αγωγιμότητας του ανόπτου χαλκού
- 105% IACS σημαίνει ελαφρώς υψηλότερη από την αγωγιμότητα αναφοράς του χαλκού IACS
Το %IACS χρησιμοποιείται ευρέως επειδή επιτρέπει στους μηχανικούς να συγκρίνουν μέταλλα και κράματα γρήγορα, χωρίς να μετατρέπουν κάθε τιμή σε ειδική αντίσταση ή αγωγιμότητα. Είναι ιδιαίτερα διαδεδομένο σε κράματα χαλκού, ελέγχους ποιότητας κραμάτων αλουμινίου, υλικά αγωγών και υλικά επαφών.
Σημαντικό: Το %IACS αναφέρεται κανονικά στους 20°C. Εάν η θερμοκρασία μεταβληθεί, η αγωγιμότητα και η ειδική αντίσταση μεταβάλλονται επίσης.
Τύπος μετατροπής: MS/m, μΩ·cm και %IACS
Εάν η αγωγιμότητα δίνεται σε MS/m:
%IACS = (σ / 58) × 100πού σ είναι η αγωγιμότητα σε MS/m.
Εάν η ειδική αντίσταση δίνεται σε μΩ·cm:
σ(MS/m) = (100 / ρ(μΩ · cm))Και:
ρ(μΩ · cm) = (100 / σ(MS/m))Παραδείγματα γρήγορης μετατροπής
| Δοθείσα τιμή | Μετατροπή | Αποτέλεσμα |
|---|---|---|
| Χαλκός στα 58 MS/m | 58 / 58 × 100 |
100% IACS |
| Αλουμίνιο στα 36 MS/m | 36 / 58 × 100 |
Περίπου 62% IACS |
| Άργυρος στα 61,5 MS/m | 61,5 / 58 × 100 |
Περίπου 106% IACS |
| Ειδική αντίσταση 2,80 μΩ·cm | 100 / 2.80 |
Περίπου 35,7 MS/m |
| Αγωγιμότητα 18 MS/m | 100 / 18 |
Περίπου 5,56 μΩ·cm |
Αυτοί οι υπολογισμοί είναι χρήσιμοι για μια γρήγορη σύγκριση υλικών. Δεν υποκαθιστούν την τελική θερμική, μηχανική και βασισμένη σε πρότυπα επαλήθευση.
Πίνακας σύγκρισης κοινών υλικών
Οι παρακάτω τιμές αποτελούν τυπικά εύρη αναφοράς στους 20°C ή κοντά σε αυτούς. Οι πραγματικές τιμές εξαρτώνται από την ποιότητα του υλικού, την καθαρότητα, τις συνθήκες επεξεργασίας, τη θερμοκρασία και τη μέθοδο μέτρησης.
| Υλικό | Τυπικό %IACS | Αγωγιμότητα | Ειδική αντίσταση | Τυπική ηλεκτρολογική χρήση |
|---|---|---|---|---|
| Άργυρος | 105-108% | ~61-63 MS/m | ~1.59-1.64 μΩ·cm | Επιφάνεια επαφής, επιμετάλλωση, επιφάνειες RF/υψηλών επιδόσεων |
| Ανόπτητος χαλκός | 100% | ~58 MS/m | ~1.724 μΩ·cm | Ζυγοί, ακροδέκτες, αγωγοί, εξαρτήματα γείωσης |
| Χαλκός ETP/OFC | ~100-101%+ | ~58-59 MS/m | ~1.70-1.72 μΩ·cm | Ηλεκτρικά εξαρτήματα υψηλής αγωγιμότητας |
| Αλουμίνιο | 60-64% | ~35-37 MS/m | ~2.7-2.9 μΩ·cm | Ελαφριοί ζυγοί, αγωγοί, διανομή ισχύος |
| Βολφράμιο | ~30-33% | ~17-19 MS/m | ~5.3-5.8 μΩ·cm | Υλικά επαφής ανθεκτικά στο ηλεκτρικό τόξο, εφαρμογές ηλεκτροδίων |
| Χαλκός-βολφράμιο | ποικίλλει ευρέως | ποικίλλει ανάλογα με την αναλογία W/Cu | συχνά ~3-6 μΩ·cm | Επαφές τόξου, εφαρμογές διακοπτών/επαφών |
| Ορείχαλκος | ποικίλλει ευρέως | χαμηλότερη από τον χαλκό | υψηλότερη από τον χαλκό | Ακροδέκτες, εξαρτήματα συνδετήρων όπου η αντοχή/μορφοποίηση είναι σημαντική |
| Ανοξείδωτος χάλυβας 304 | ~2-3% | ~1,1-1,5 MS/m | ~70-90 μΩ·cm | Δομικά εξαρτήματα, ελατήρια, υλικό ανθεκτικό στη διάβρωση, όχι κύριοι αγωγοί |
Αυτός ο πίνακας εξηγεί γιατί η επιλογή υλικών στα ηλεκτρολογικά προϊόντα αποτελεί μια ισορροπία. Η καθαρή αγωγιμότητα έχει σημασία, αλλά το ίδιο ισχύει και για την αντοχή, τη συμπεριφορά των ελατηρίων, την αντοχή στη διάβρωση, τη συμβατότητα επιμετάλλωσης, την πίεση επαφής, την κατασκευασιμότητα και τη διάβρωση από τόξο.
Για εφαρμογές που σχετίζονται με ακροδέκτες, δείτε Πώς να επιλέξετε τη σωστή μπαριέρα ακροδεκτών και Οδηγός κατασκευής εξαρτημάτων κλεμών (Terminal Block).
Γιατί ο άργυρος άγει καλύτερα από τον χαλκό αλλά δεν χρησιμοποιείται πάντα
Ο άργυρος είναι το πιο αγώγιμο κοινό μέταλλο. Στην κλίμακα IACS, μπορεί να ξεπεράσει ελαφρώς τον ανόπτη χαλκό. Αυτό εγείρει ένα φυσικό ερώτημα: γιατί να μην κατασκευάζονται όλοι οι ζυγοί και οι ακροδέκτες από άργυρο;
Η απάντηση έγκειται στο κόστος, τη μηχανική συμπεριφορά και τις ανάγκες της εφαρμογής.
Ο άργυρος είναι ακριβός σε σύγκριση με τον χαλκό και το αλουμίνιο. Συνήθως δεν απαιτείται ως αγωγός όγκου, επειδή η βελτίωση της αγωγιμότητας σε σχέση με τον χαλκό είναι μικρή σε σύγκριση με τη διαφορά κόστους. Σε πολλά εξαρτήματα διανομής ισχύος, η αύξηση της διατομής του χαλκού, η βελτίωση της πίεσης των συνδέσεων ή η χρήση της κατάλληλης επιμετάλλωσης είναι πιο οικονομική από την αντικατάσταση του χαλκού με άργυρο.
Ο άργυρος είναι πολύτιμος όπου η επιφάνεια έχει σημασία:
- επιφάνειες επαφής
- συρόμενες επαφές
- επιμεταλλωμένες επιφάνειες αγωγών
- σύνδεσμοι υψηλής αξιοπιστίας
- επιφάνειες υψηλής συχνότητας ή RF
Στα συστήματα επαφών, ο άργυρος και τα κράματα με βάση τον άργυρο χρησιμοποιούνται συχνά επειδή η επιφανειακή αγωγιμότητα, η αντίσταση επαφής, η συμπεριφορά των οξειδίων και η απόδοση κατά τη μεταγωγή είναι πιο σημαντικές από τη συνολική αγωγιμότητα του υλικού.
Για το πλαίσιο των υλικών επαφής, δείτε Οδηγός Υλικών Επαφής Ρελέ Ισχύος: AgSnO2 έναντι AgNi έναντι AgCdO.
Γιατί το αλουμίνιο απαιτεί μεγαλύτερη διατομή από τον χαλκό
Το αλουμίνιο είναι ελαφρύτερο και συχνά φθηνότερο από τον χαλκό, αλλά η αγωγιμότητά του είναι μόνο περίπου 60-64% IACS για το τυπικό αλουμίνιο υψηλής αγωγιμότητας. Αυτό σημαίνει ότι ένας αγωγός αλουμινίου χρειάζεται γενικά μεγαλύτερη διατομή από τον χαλκό για να επιτύχει παρόμοια ηλεκτρική αντίσταση.
Μια απλοποιημένη σύγκριση:
- Ο χαλκός προσφέρει υψηλή αγωγιμότητα σε περιορισμένο χώρο.
- Το αλουμίνιο μειώνει το βάρος και μπορεί να μειώσει το κόστος.
- Το αλουμίνιο απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό των συνδέσεων, διότι τα στρώματα οξειδίου, η θερμική διαστολή και η πίεση σύνδεσης επηρεάζουν τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
Στους ζυγοστάτες, η απόφαση σπάνια είναι "ο χαλκός είναι καλύτερος" ή "το αλουμίνιο είναι καλύτερο". Η σωστή απόφαση εξαρτάται από:
- τον διαθέσιμο χώρο
- την επιτρεπόμενη άνοδο θερμοκρασίας
- μηχανική υποστήριξη
- την αντοχή σε βραχυκύκλωμα
- επιμετάλλωση ή επεξεργασία επιφανείας
- σχεδιασμός σύνδεσης
- το περιβάλλον εγκατάστασης
- συνολικό κόστος και βάρος
Για μια σύγκριση πιο συγκεκριμένη ως προς την εφαρμογή, δείτε 10 διαφορές μεταξύ των ράβδων μεταφοράς χαλκού και αλουμινίου.
Γιατί το βολφράμιο και ο χαλκός-βολφραμίου χρησιμοποιούνται στις επαφές
Το βολφράμιο είναι πολύ λιγότερο αγώγιμο από τον χαλκό ή τον άργυρο, επομένως φαίνεται ως κακός αγωγός αν κοιτάξετε μόνο τη στήλη της αγωγιμότητας. Όμως οι επαφές δεν επιλέγονται μόνο με βάση την αγωγιμότητα.
Οι επαφές μεταγωγής πρέπει να αντέχουν:
- δημιουργία τόξου
- κίνδυνος τήξης
- διάβρωση επαφών
- τάση συγκόλλησης
- υψηλή τοπική θερμοκρασία
- μηχανική κρούση
- επαναλαμβανόμενο άνοιγμα και κλείσιμο
Το βολφράμιο έχει πολύ υψηλό σημείο τήξης και ισχυρή αντοχή στη διάβρωση από τόξο. Τα υλικά χαλκού-βολφραμίου συνδυάζουν την αγωγιμότητα του χαλκού με την αντοχή του βολφραμίου στο τόξο. Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε βολφράμιο, η αγωγιμότητα γενικά μειώνεται, αλλά η αντοχή στο τόξο και η συμπεριφορά σε υψηλές θερμοκρασίες βελτιώνονται.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υλικά τύπου χαλκού-βολφραμίου και αργύρου-βολφραμίου μπορεί να εμφανίζονται σε επαφές διακοπτών, επαφές τόξου και εφαρμογές με έντονες μεταγωγές. Ο στόχος δεν είναι η μέγιστη αγωγιμότητα. Ο στόχος είναι μια λειτουργική ισορροπία μεταξύ αγωγιμότητας, θερμικής συμπεριφοράς, αντοχής στο τόξο και διάρκειας ζωής των επαφών.
Γιατί ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν αποτελεί καλό κύριο αγώγιμο υλικό
Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι χρήσιμος σε ηλεκτρολογικά προϊόντα, αλλά όχι επειδή είναι ιδιαίτερα αγώγιμος. Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες, όπως ο τύπος 304, έχουν πολύ υψηλότερη ειδική αντίσταση από τον χαλκό και το αλουμίνιο. Με όρους IACS, ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 έχει συχνά αγωγιμότητα μόλις λίγων τοις εκατό σε σχέση με τον χαλκό.
Αυτό τον καθιστά ακατάλληλο για κύριες διαδρομές μεταφοράς ρεύματος, όπως ζυγοί ή πρωτεύοντες ακροδέκτες.
Ωστόσο, ο ανοξείδωτος χάλυβας μπορεί να είναι χρήσιμος για:
- βίδες και υλικά στερέωσης
- ελατήρια
- στηρίγματα
- εξαρτήματα περιβλημάτων
- δομικά στοιχεία ανθεκτικά στη διάβρωση
- μη κύρια αγώγιμα μηχανικά μέρη
Το κλειδί είναι η χρήση ανοξείδωτου χάλυβα όπου η αντοχή στη διάβρωση ή οι μηχανικές ιδιότητες έχουν σημασία, και όχι όπου η χαμηλή αντίσταση αποτελεί την κύρια απαίτηση.
Πώς αυτές οι τιμές επηρεάζουν τους ζυγοστάτες, τους ακροδέκτες και τις επαφές
Ράβδοι μεταφοράς
Για τους ζυγοστάτες, η αγωγιμότητα επηρεάζει την άνοδο της θερμοκρασίας και την πτώση τάσης. Ο χαλκός είναι συμπαγής και υψηλής αγωγιμότητας. Το αλουμίνιο μπορεί να αποδώσει καλά όταν σχεδιάζεται με μεγαλύτερη διατομή, κατάλληλη επεξεργασία επιφάνειας και σωστές συνδέσεις.
Οι βασικοί έλεγχοι περιλαμβάνουν:
- αγωγιμότητα υλικού
- διατομή
- άνοδος θερμοκρασίας
- αντοχή σε βραχυκύκλωμα
- αντίσταση σύνδεσης
- επιμετάλλωση
- μόνωση τοποθέτησης
- αερισμός περιβλήματος
Για την ποιότητα της μπάρας διανομής MCB, δείτε Πώς να προσδιορίσετε την ποιότητα ενός Busbar για MCB και Πώς να επιλέξετε τη σωστή μπάρα διανομής για MCB.
Μπλοκ ακροδεκτών
Τα μπλοκ ακροδεκτών απαιτούν κάτι παραπάνω από υψηλή αγωγιμότητα. Το μέταλλο του ακροδέκτη πρέπει επίσης να παρέχει αντοχή σύσφιξης, αντοχή στη διάβρωση, σταθερή πίεση επαφής, δυνατότητα κατασκευής και συμβατότητα με αγωγούς χαλκού ή αλουμινίου.
Αυτός είναι ο λόγος που πολλοί ακροδέκτες χρησιμοποιούν κράματα χαλκού ή ορείχαλκο αντί για καθαρό χαλκό. Ο καθαρός χαλκός είναι πολύ αγώγιμος, αλλά ορισμένα κράματα παρέχουν καλύτερη ακαμψία, συμπεριφορά διαμόρφωσης ή απόδοση βιδωτής σύσφιξης.
Ηλεκτρικές επαφές
Για τις επαφές, η επιφάνεια είναι συχνά πιο σημαντική από τον όγκο του αγωγού. Μια μικρή περιοχή επαφής μεταφέρει ρεύμα μέσω μικροσκοπικών σημείων επαφής. Η πίεση επαφής, το επιφανειακό φιλμ, η συμπεριφορά των οξειδίων, η επιμετάλλωση και η διάβρωση από τόξο μπορούν να καθορίσουν την πραγματική απόδοση.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούνται κράματα αργύρου, επαργύρωση, χαλκός-βολφράμιο και άλλα υλικά επαφής, ακόμη και όταν η αγωγιμότητα του όγκου τους δεν φαίνεται ιδανική σε έναν απλό πίνακα.
Εξαρτήματα γείωσης
Τα εξαρτήματα γείωσης απαιτούν χαμηλή σύνθετη αντίσταση και μηχανική αξιοπιστία. Η αγωγιμότητα έχει σημασία, αλλά η αντοχή στη διάβρωση, η ακεραιότητα της σύνδεσης και η μακροπρόθεσμη συγκόλληση είναι εξίσου σημαντικές. Μια μπάρα γείωσης ή μια μπάρα PE με κακή επαφή στις συνδέσεις μπορεί να έχει χειρότερη απόδοση από ό,τι υποδηλώνει ο πίνακας υλικών.
Για το πλαίσιο των εξαρτημάτων γείωσης, δείτε Μπάρα Ουδετέρου έναντι Μπάρας Γείωσης και Τι είναι ένα κιτ μονωτήρα μπάρας γείωσης.
Συνηθισμένα λάθη κατά τη σύγκριση αγώγιμων υλικών
Λάθος 1: Αντιμετώπιση της αγωγιμότητας ως του μοναδικού παράγοντα επιλογής
Η υψηλή αγωγιμότητα είναι πολύτιμη, αλλά δεν επιλύει ζητήματα μηχανικής αντοχής, διάβρωσης, δημιουργίας τόξου, δύναμης ελατηρίου, επιμετάλλωσης ή κατασκευής.
Λάθος 2: Σύγκριση καθαρών μετάλλων με πραγματικά κράματα
Οι τιμές των φύλλων δεδομένων για καθαρό χαλκό, καθαρό αλουμίνιο ή καθαρό ασήμι ενδέχεται να μην αντιστοιχούν σε πραγματικά εξαρτήματα που έχουν υποστεί σφράγιση, επιμετάλλωση, θερμική επεξεργασία ή κραματοποίηση.
Λάθος 3: Παράβλεψη της θερμοκρασίας
Η αγωγιμότητα και η ειδική αντίσταση εξαρτώνται από τη θερμοκρασία. Μια τιμή που αναφέρεται στους 20°C δεν είναι ίδια με τη συμπεριφορά στο εσωτερικό ενός θερμού ηλεκτρολογικού πίνακα ή ερμαρίου ελέγχου.
Λάθος 4: Χρήση ανοξείδωτου χάλυβα ως διαδρομή ρεύματος
Το υλικό από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί να είναι μηχανικά χρήσιμο, αλλά δεν πρέπει να θεωρείται ισοδύναμο με τον χαλκό ή το αλουμίνιο για την κύρια αγωγή ρεύματος.
Λάθος 5: Παράβλεψη της αντίστασης επαφής
Στις βιδωτές συνδέσεις και τις επαφές μεταγωγής, η διεπιφάνεια μπορεί να καθορίζει την πραγματική αντίσταση. Η επιμετάλλωση, το φινίρισμα της επιφάνειας, η ροπή σύσφιξης, η πίεση επαφής και η οξείδωση μπορεί να έχουν μεγαλύτερη σημασία από την τιμή του υλικού καθαυτού.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Τι σημαίνει το 1% IACS;
Το 1% IACS σημαίνει τοις εκατό του Διεθνούς Προτύπου Ανόπτησης Χαλκού (International Annealed Copper Standard). Συγκρίνει την αγωγιμότητα ενός υλικού με αυτή του ανόπτητου χαλκού, όπου το 100% IACS θεωρείται συνήθως περίπου 58 MS/m στους 20°C.
Είναι η αγωγιμότητα το ίδιο με την ειδική αντίσταση;
Όχι. Είναι αντίστροφες ιδιότητες. Η αγωγιμότητα μετρά πόσο εύκολα ρέει το ρεύμα. Η ειδική αντίσταση μετρά πόσο έντονα ένα υλικό αντιστέκεται στη ροή του ρεύματος. Υψηλότερη αγωγιμότητα σημαίνει χαμηλότερη ειδική αντίσταση.
Ποιος είναι ο τύπος μεταξύ αγωγιμότητας και ειδικής αντίστασης;
Ο βασικός τύπος είναι σ = 1 / ρ. Εάν η αγωγιμότητα είναι σε MS/m και η ειδική αντίσταση σε μΩ·cm, μια βολική μετατροπή είναι ρ = 100 / σ.
Γιατί χρησιμοποιείται περισσότερο ο χαλκός από τον άργυρο, αν ο άργυρος είναι πιο αγώγιμος;
Ο άργυρος είναι πιο αγώγιμος από τον χαλκό, αλλά είναι πολύ πιο ακριβός και δεν είναι απαραίτητος για τους περισσότερους αγωγούς μεγάλης διατομής. Ο άργυρος χρησιμοποιείται συχνά ως επίστρωση ή επιφάνεια επαφής όπου η αντίσταση επαφής, η συμπεριφορά της επιφάνειας ή η απόδοση σε υψηλές συχνότητες έχουν σημασία.
Γιατί το αλουμίνιο χρειάζεται μεγαλύτερη διατομή από τον χαλκό;
Το αλουμίνιο έχει χαμηλότερη αγωγιμότητα από τον χαλκό, συνήθως γύρω στο 60-64% IACS για το αλουμίνιο υψηλής αγωγιμότητας. Για να επιτευχθεί παρόμοια αντίσταση, το αλουμίνιο χρειάζεται γενικά μεγαλύτερη διατομή.
Είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας αγώγιμος;
Ναι, ο ανοξείδωτος χάλυβας άγει τον ηλεκτρισμό, αλλά ανεπαρκώς σε σύγκριση με τον χαλκό και το αλουμίνιο. Είναι χρήσιμος για μηχανικά μέρη και εξαρτήματα ανθεκτικά στη διάβρωση, όχι για κύριους αγωγούς μεταφοράς ρεύματος.
Είναι το βολφράμιο καλός αγωγός;
Το βολφράμιο άγει τον ηλεκτρισμό, αλλά όχι τόσο καλά όσο ο χαλκός ή ο άργυρος. Η αξία του στις επαφές προέρχεται από τη συμπεριφορά του σε υψηλές θερμοκρασίες και την αντοχή του στα ηλεκτρικά τόξα, όχι από τη μέγιστη αγωγιμότητα.
Μήπως η επιμετάλλωση αλλάζει την αγωγιμότητα;
Η επιμετάλλωση μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόδοση της επαφής, ειδικά στην επιφάνεια. Η επιμετάλλωση με κασσίτερο, άργυρο και νικέλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αντοχή στη διάβρωση, συγκολλησιμότητα, αντίσταση επαφής ή συμπεριφορά στη φθορά. Η καλύτερη επιμετάλλωση εξαρτάται από το ηλεκτρικό και περιβαλλοντικό φορτίο.
Περίληψη
Η αγωγιμότητα, η ειδική αντίσταση και το %IACS είναι τρεις τρόποι σύγκρισης του πόσο καλά μεταφέρει το ρεύμα ένα υλικό. Για τα ηλεκτρολογικά προϊόντα, η πρακτική ιεραρχία είναι απλή: ο άργυρος είναι το πιο αγώγιμο κοινό μέταλλο, ο χαλκός είναι η κύρια τεχνική αναφορά, το αλουμίνιο ανταλλάσσει τη χαμηλότερη αγωγιμότητα με πλεονεκτήματα βάρους και κόστους, τα υλικά με βάση το βολφράμιο ανταλλάσσουν την αγωγιμότητα με αντοχή στο τόξο, και ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι κυρίως δομικό υλικό παρά αγώγιμο.
Για τις εφαρμογές προϊόντων VIOX, αυτές οι τιμές έχουν σημασία στους ζυγοστάτες (busbars), στα μπλοκ ακροδεκτών, στα εξαρτήματα γείωσης, στα υλικά επαφής, στα αγώγιμα μέρη των MCB/MCCB και στις συνδέσεις των πινάκων διανομής. Όμως ο πίνακας υλικών είναι μόνο το σημείο εκκίνησης. Η πραγματική ηλεκτρική απόδοση εξαρτάται επίσης από τη γεωμετρία, την άνοδο της θερμοκρασίας, την πίεση επαφής, την επιμετάλλωση, τη διάβρωση, το φορτίο τόξου και τη συνέπεια της κατασκευής.
