Електроспроводник

Електроспроводник^[1] често и само спроводник^[2] — спроводник на електрична енергија.^[1] Материјалот од кој е изработен електроспроводникот низ себе пропушта течење на електричен набој. Такви предмети се најчесто жиците, изработени од метали како бакар и алуминиум.

Материјалите што не пропуштаат (или слабо пропуштаат) електрична струја се нарекуваат изолатори.

Физика

Сите спроводници имаат електричен полнеж, кој се движи кога ќе настане разлика во електричниот потенцијал (изразен во волти) помеѓу одделни точки на материјалот. Овој тек на набојот (изразен во ампери) се нарекува „електрична струја“. Кај највеќето материјали, еднонасочната струја е правопропорционална на напонот (согласно Омовиот закон) при постојано иста температура и облик на материјалот.

Најчест материјал за спроводници е бакарот. Најдобар спроводник е среброто (со отпорност од 1,6⋅10^-8 Ω⋅m), но не е застапен поради високата цена. Златото наоѓа примена во мали контактни елементи во електрониката бидејќи има голема спроводливост, а не ’рѓосува. Постојат и разни неметални спроводници како графитот, солените раствори и сите плазми. Постојат дури и спроводнички полимери.

Магнетно поле на прав спроводник.

Сите материјали (кои не се суперпроводници) даваат отпор и се загреваат кога низ нив тече струја, па затоа се изработуваат со оглед на температурните особини и јачината на струјата што ја спроведуваат. Движењето на полнежите создава електромагнетно поле околу спроводникот што делува врз него со кружна потисна сила. Спроводната способност е ограничена од способноста за ослободување на топлина. Овој проблем особено се јавува во печатените плочки поради малите димензии и густината на спроводниците во затворен простор, каде постои опасност од топење на спроводничките шини.

Топлинската и електричната спроводливост честопати одат заедно поради морето од електрони што пропуша и струја и топлина. Не металните спроводници го немаат овој проблем, бидејќи не мора да спроведуваат топлина за да можат да пропуштаат струја.

Спроводливост

Типична жица во домот.

Далноводот служи за спроведување на големи количества електрична енергија за многу потрошувачи на поголеми растојанија

Отпорноста на еден материјал зависи од неговиот состав и димензии. Отпорноста ќе биде обратнопропорционална на површината на напречниот пресек на спроводникот, а правопропорционална на должината: подебелата и пократката жица дава помалку отпор од потенката и подолгата. Отпорноста $R$ и спроводливоста $G$ на спроводник со рамномерен пресек може да се пресмета вака:

R=\rho {\frac {\ell }{A}},

G=\sigma {\frac {A}{\ell }}.

при што $\ell$ е должината на спроводникот во метри [m], A е површината на напречниот пресек на спроводникот изразена во квадратни метри [m²], σ (сигма) е електричната спроводливост изразена во сименси во метар (S·m⁻¹), а ρ (ро) е електричната отпорност (наречена и „специфична електрична отпорност“) на материјалот, изразена во ом-метри (Ω·m). Отпорноста и спроводливоста се истомерни константи, што значи дека зависат само од материјалот од којшто е направена жицата, а не нејзините геометриски особини. Овие две својства се реципроцитети: $\rho =1/\sigma$ . Отпорноста ја изразува способноста на матерјалот да му се спротивстави на струјниот тек.

Формулата не е апсолутна, бидејќи се води по претпоставката дека густината на струјата во спроводникот е сосем рамномерна, што не е секогаш случај во практика. Сепак претставува добро воопштување за долги и тенки спроводници како жиците.

Друг проблематичен случај е наизменичната струја (AC), каде се јавува т.н. површински ефект што му пречи на струјниот тек во внатрешноста на спроводникот. Тука, геометрискиот пресек е различен од фактичкиот, при што во целина имаме посилен отпор. Кога има два спроводника со наизменична струја еден до друг, нивниот отпор се зголемува поради ефектот на близина. Овие ефекти се значајни во електростопанството поради големата електрична моќ што оди во собирниците, трафостаниците,^[3] или кај големите далноводи што носат повеќе од неколку стотини ампери.

Поврзано

Наводи

↑ ^1,0 ^1,1 „електроспроводник“ — Дигитален речник на македонскиот јазик
↑ „спроводник“ Архивирано на 17 декември 2013 г. — Македонски правопис на он.нет
↑ Fink and Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers 11th Edition, стр. 17–19

Надворешни врски

Проводници и изолатори — GSU (англиски)

[ES-1] 1,0 ^1,1 „електроспроводник“ — Дигитален речник на македонскиот јазик

[2] „спроводник“ Архивирано на 17 декември 2013 г. — Македонски правопис на он.нет

[3] Fink and Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers 11th Edition, стр. 17–19

[1]

[2]

[3]