Električni provodnik – razlika između verzija
m r2.6.4) (robot Dodaje: kk:Сілтеуіш |
m r2.5.1) (robot Dodaje: bn:তড়িৎ পরিবাহী |
||
Red 137: | Red 137: | ||
[[ar:موصل كهربائي]] |
[[ar:موصل كهربائي]] |
||
[[bg:Проводник]] |
[[bg:Проводник]] |
||
[[bn:তড়িৎ পরিবাহী]] |
|||
[[bs:Električni vodič]] |
[[bs:Električni vodič]] |
||
[[ca:Conductor elèctric]] |
[[ca:Conductor elèctric]] |
Verzija na datum 25 oktobar 2011 u 08:30
Električni vodič (provodnik) je materija sa labavo vezanim elektronima u vanjskim (obično nepotpunim) elektronskim ljuskama (putanjama), tzv. slobodnim elektronima, koji mogu preskakati s atoma na atom. Električni vodiči su dakle materijali u kojima postoje slobodni nositelji električnog naboja, pa zbog toga dobro vode električnu struju.
Slobodni nositelji električnog naboja mogu se gibati pod utjecajem električnog polja koje u vodiču nastaje kada se na njega dovede električni napon, a usmjereno gibanje tih nositelja je pojava koja se zove električna struja.
Najčešći vodiči su metali, koji se međutim i međusobno znatno razlikuju po stupnju provodljivosti. Vodljivost je suprotan pojam od tzv. električne otpornosti, kojom se izražava stupanj otpornosti koju materijal pruža prolasku električne struje.
Tabela i slika daju usporedbu specifičnih vodljivosti najčešće korištenih materijala u elektrici i elektronici, pri 20 °C
materijal | spec.vodljivost |
m/Ω, mm2 | |
aluminij | 25-34,5 |
bakar | 56-57 |
cekas | 0,89-1,03 |
konstantan | 2 |
čelična žica | 5,9 |
mesing | 12,5-14 |
platina | 10 |
srebro | 61 |
ugljen | oko 0,01 |
vofram | 18,1 |
zlato | 43,5 |
živa | 1,04 |
Struju najbolje provodi srebro, a zatim bakar koji je međutim znatno jeftiniji. Kada nije bitan obujam, već samo cijena i masa vodiča, kao npr. kod dalekovoda, koristi se aluminij. Kako su pored vodljivosti često važna i neka kemijska ili mehanička svojstva vodiča koriste se i mnoge druge kovine i njihove slitine, npr. zlato, platina, cink, živa, mjed, bronca, čelik.
Dobru provodljivost imaju i neke otopine, no mehanizam prijenosa električnog naboja u otopinama (koje zovemo elektrolitima) bitno se razlikuje od mehanizma premještanja elektrona u čvrstim tvarima i može biti vrlo kompliciran.
Na kraju, postoje materije, koje mijenjaju vodljivost zavisno o raznim uvjetima, a među njima najpoznatiji su tzv. poluvodiči. To su posebne vrste materijala na bazi kemijskih elemenata silicija ili germanija, koji mijenjaju provodljivost zavisno o naponu koji se privodi jednoj od na njih priključenih elektroda.
Većina vodiča smanjuje vodljivost (teže dopušta kretanje elektrona) ako se zagrije na više temperature i obratno. Kod vrlo vrlo niskih temperatura, neki materijali postaju supervodljivi, tj. preskakanje elektrona s atoma na atom stostruko se olakšava.
Postoje međutim i materijali koji se ponašaju obrnuto. Tako primjerice ugljenu raste vodljivost pri porastu temperature. Malo je poznato, da jedan od najboljih izolatora pri sobnoj temperaturi - staklo, postaje jako vodljivo kad se ugrije do temperature taljenja.
Puno su rjeđi materijali, koji u uobičajenim temperaturnim granicama gotovo nimalo ne mijenjaju vodljivost. Takav je primjerice tzv. konstantan. Takvi se koriste za posebne namjene u elektrici i elektronici, najčešće u kolima za automatsku regulaciju i temperaturnu stabilizaciju
Provodnici
Razne vrste golih ili izoliranih žica i kablova za električne instalacije, trolej-vodove i dr. Polažu se kao zračni vodovi (razapeti između nosećih elemenata ili stupova od kojih su izolirani raznim izvedbama izolatora), zatim za polaganje u zemlju, pod more, pod žbuku, u zaštitne cijevi, za rudarske namjene i dr.
Provodnici se u tehnici javljaju kao:
- goli provodnici
- trolej-vodovi (za oduzimanje energije za pogon lokomotiva, tramvaja, dzalica i dr.) posebno oblikovanog, standardiziranog presjeka za pojedine namjene.
- gola bakrena žica (za razvodne kutije, elektroničke uređaje, električne peći i sl.)
- izolirani provodnici (kablovi)
- lak-žica (lakom izolirana bakrena žica) za motanje manjih transformatora, zavojnica i sl.
- kablovi s gumenom izolacijom (sa ili bez vanjskog zaštitnog opleta od pamuka, čelične žice ili trake, )
- kablovi s PVC izolacijom (okrugli sa ili bez dodatne vanjske zaštitne obloge, plosnati za pod žbuku raznih izvedbi i dr.)
- svilom izolirana žica za zavojnice i uređaje slabe struje
- teške i oklopljene izvedbe za pogonske - radioničke uvjete
Također postoje posebne izvedbe sa nosećim užetom za vješanje na velikim rasponima, otporne na atmosferske uvjete, lake i ojačane izvedbe, mnogožične i finožične izvedbe (pletenica od tankih žica koje podnose vibracije i višestruko savijanje, npr. za automobile, perilice i sl.)
Posebne su izvedbe za viši i visoki napon.
Sve izvedbe, kao i sustav označavanja, dopuštena mehanička i strujna opteretivost, maksimalni provjes zračnih vodova i dr., standardizirani su.
Strujna opteretivost provodnika
Zavisi o vrsti provodnika, posebno o svojstvima izolacije i načinu polaganja, te osobito o površini presjeka vodiča. Izražava se kao dopuštena jakost struje po jedinici površine presjeka (A/mm2), a za konkretne presjeke kao dopuštena jakost struje u amperima (A) pri definiranoj temperaturi okoliša (0, 20 ili 40 °C).
Standardizirani su također i presjeci vodiča. Tabela daje površinu presjeka zavisno o promjeru za češće korištene presjeke u domaćinstvima i opteretivost (jednaka je nazivnoj struji osigurača kojim se strujni krug osigurava) za cijevne, oklopljene kabelske ili višežilne vodiče koji nisu položeni u cijevima, te višežilne savitljive priključne vodove pri 25 °C :
promjer mm: | . 1 . - | 1.13 - | 1,40 - | 1,80 - | 2,26 - | 2,76 - | 3,57 - |
presjek mm2: | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 |
opteretivost (A): | -- | 10 | 16 | 20 | 25 | 35 | 50 |
Detaljniji proračun instalacija u kome se uzimaju u obzir očekivane vrste trošila, temperature okoliša, rezerva za razvoj ili proširenje, vrste i načini polaganja vodova itd., itd. za svaku konkretnu instalaciju treba biti određen projektom elektroinstalacije, koga izrađuje ovlaštena projektna kuća ili instalaterska tvrtka. Projektom se definiraju i sve sigurnosne mjere (uzemljenja, sustav zaštitnih vodiča i dr.) na koje obvezuju standardi i tehnički propisi.