Електричен проводник

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Типична жица во домот
Далноводот служи за спроведување на големи количества електрична енергија за многу потрошувачи на поголеми растојанија

Проводник или спроводник[1] — материјал што 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[уреди]

Сите проводници 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 проводници е бакарот. Најдобар проводник 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 проводници како графитот, солените раствори и сите плазми. Постојат дури и проводнички полимери.

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 проводникот што делува врз него со кружна потисна сила. Проводната способност е ограничена од способноста за ослободување на топлина. Овој проблем особено се јавува во печатените плочки поради малите димензии и густината на проводниците во затворен простор, каде постои опасност од топење на проводничките шини.

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

Спроводливост[уреди]

Crystal Clear app xmag.svg Главна статија: „Електрична спроводливост.

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

R = \rho \frac{\ell}{A},
G= \sigma \frac{A}{\ell}.

при што \ell е должината на проводникот во метри [m], A е површината на напречниот пресек на проводникот 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 спротистави на струјниот тек.

Формулата не е апсолутна, бидејќи се води по претпоставката дека густината на струјата во проводникот е сосем рамномерна, што не е секогаш случај во практика. Сепак претставува добро воопштување за долги и тенки проводници 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 проводникот. Тука, геометрискиот пресек е различен од фактичкиот, при што во целина имаме посилен отпор. Кога има два проводника 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,[2] или кај големите далноводи што носат повеќе од неколку стотини ампери.

Поврзано[уреди]

Наводи[уреди]

  1. „спроводник“ — Македонски правопис на он.нет
  2. Fink and Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers 11th Edition, стр. 17–19

Надворешни врски[уреди]