Matériaux conducteurs dans les installations électriques

Les fils en cuivre, en aluminium, leurs alliages et en fer (acier) sont utilisés comme pièces conductrices dans les installations électriques.

Le cuivre est l'un des meilleurs matériaux conducteurs. Densité du cuivre à 20 ° C 8,95 g / cm3, point de fusion 1083 ° C. Le cuivre est chimiquement peu actif, mais se dissout facilement dans l'acide nitrique et se dissout dans les acides chlorhydrique et sulfurique dilués uniquement en présence d'oxydants (oxygène). Dans l'air, le cuivre se recouvre rapidement d'une fine couche d'oxyde de couleur foncée, mais cette oxydation ne pénètre pas profondément dans le métal et sert de protection contre une corrosion ultérieure. Le cuivre se prête bien au forgeage et au laminage sans chauffage.

Pour la fabrication de fils électriques lingots de cuivre électrolytique appliqué contenant 99,93 % de cuivre pur.

La conductivité électrique du cuivre dépend fortement de la quantité et du type d'impuretés et dans une moindre mesure du traitement mécanique et thermique. La résistance du cuivre à 20 ° C est de 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Pour la production de fils, on utilise respectivement du cuivre doux, semi-dur ou dur d'un poids spécifique de 8,9, 8,95 et 8,96 g / cm.3.

Le cuivre en alliages avec d'autres métaux est largement utilisé pour la production de pièces sous tension... Les alliages suivants sont les plus utilisés.

Laiton - un alliage de cuivre avec du zinc, avec une teneur d'au moins 50% de cuivre dans l'alliage, avec des ajouts d'autres métaux. Résistance laiton 0,031 — 0,079 ohm x mm2/m. Distinguez le laiton — le laiton rouge avec une teneur en cuivre de plus de 72 % (il possède des propriétés de plasticité, anticorrosion et antifriction élevées) et le laiton spécial avec des ajouts d'aluminium, d'étain, de plomb ou de manganèse.

Contact en laiton

Bronze - un alliage de cuivre et d'étain avec des additifs de divers métaux. Selon la teneur du composant principal du bronze dans l'alliage, ils sont appelés étain, aluminium, silicium, phosphore, cadmium. Résistance du bronze 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

Le laiton et les bronzes se distinguent par de bonnes propriétés mécaniques et physico-chimiques. Ils sont faciles à traiter par coulée et pression, résistants à la corrosion atmosphérique.

Aluminium - en termes de qualités, le deuxième matériau conducteur après le cuivre. Point de fusion 659,8°C. Densité de l'aluminium à 20° — 2,7 g/cm3... L'aluminium est facile à couler et se travaille bien. À une température de 100 à 150 ° C, l'aluminium est forgé et ductile (il peut être laminé en feuilles jusqu'à 0,01 mm d'épaisseur).

La conductivité électrique de l'aluminium dépend fortement des impuretés et peu des traitements mécaniques et thermiques. Plus la composition d'aluminium est pure, plus sa conductivité électrique est élevée et sa meilleure résistance aux agressions chimiques.L'usinage, le laminage et le recuit ont un effet significatif sur la résistance mécanique de l'aluminium. Le travail à froid de l'aluminium augmente sa dureté, son élasticité et sa résistance à la traction. Résistance de l'aluminium à 20 ° C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/ m.

Lors du remplacement du cuivre par de l'aluminium, la section du fil doit être augmentée par rapport à la conductivité, c'est-à-dire de 1,63 fois.

Avec la même conductivité, le fil d'aluminium sera 2 fois plus léger que le cuivre.

Pour la production de fils, on utilise de l'aluminium contenant au moins 98% d'aluminium pur, du silicium pas plus de 0,3%, du fer pas plus de 0,2%

Pour la production de pièces sous tension, utilisez des alliages d'aluminium avec d'autres métaux, par exemple : Duralumin - un alliage d'aluminium avec du cuivre et du manganèse.

Silumin - un alliage léger d'aluminium avec un mélange de silicium, magnésium, manganèse.

Les alliages d'aluminium ont de bonnes propriétés de coulée et une résistance mécanique élevée.

Voici les alliages d'aluminium les plus utilisés en électrotechnique :

Alliage d'aluminium corroyé de classe AD avec de l'aluminium d'au moins 98,8 et d'autres impuretés jusqu'à 1,2.

Classe d'alliage d'aluminium forgé AD1 avec de l'aluminium pas moins de 99,3 et d'autres impuretés jusqu'à 0,7.

Alliage d'aluminium forgé, classe AD31 avec aluminium 97,35 - 98,15 et autres impuretés 1,85 -2,65.

Les alliages des nuances AD et AD1 sont utilisés pour la fabrication de boîtiers et de matrices pour supports de quincaillerie. Les profilés et caoutchoucs utilisés pour les fils électriques sont en alliage AD31.

Les produits en alliage d'aluminium, à la suite d'un traitement thermique, acquièrent une résistance maximale élevée et une limite de densité (fluage).

Fer — point de fusion 1539 ° C. La densité du fer est de 7,87. Le fer se dissout dans les acides, est oxydé par les halogènes et l'oxygène.

Différents types d'acier sont utilisés en électrotechnique, par exemple :

Aciers au carbone - alliages forgés de fer avec du carbone et d'autres impuretés métallurgiques.

Résistance des aciers au carbone 0,103 — 0,204 ohms x mm2/m.

Aciers alliés - alliages avec des ajouts de chrome, de nickel et d'autres éléments ajoutés en plus à l'acier au carbone.

Les aciers sont bons Propriétés magnétiques.

En tant qu'additifs dans les alliages ainsi que pour la production et la performance de la soudure des revêtements protecteurs les métaux électriquement conducteurs sont largement utilisés :

Le cadmium est un métal malléable. Le point de fusion du cadmium est de 321 ° C. Résistance 0,1 ohm x mm2/m En génie électrique, le cadmium est utilisé pour préparer des soudures à bas point de fusion et pour des revêtements protecteurs (revêtement de cadmium) à la surface des métaux. En termes de propriétés anti-corrosion, le cadmium est proche du zinc, mais les revêtements de cadmium sont moins poreux et sont appliqués en couche plus fine que le zinc.

Nickel - point de fusion 1455 ° C. Résistance du nickel 0,068 - 0,072 ohm x mm2/m Aux températures normales, il n'est pas oxydé par l'oxygène atmosphérique. Le nickel est utilisé dans les alliages et pour un revêtement protecteur (nickelage) à la surface des métaux.

Étain - point de fusion 231,9 ° C. Résistance de l'étain 0,124 - 0,116 ohm x mm2 / m L'étain est utilisé pour souder un revêtement protecteur (étamage) de métaux sous forme pure et sous forme d'alliages avec d'autres métaux.

Plomb - point de fusion 327,4 ° C. Résistivité 0,217 - 0,227 ohm x mm2/ m Le plomb est utilisé dans les alliages avec d'autres métaux en tant que matériau résistant aux acides. Il est ajouté aux alliages de soudure (brasures).

Argent - un métal très malléable et malléable. Le point de fusion de l'argent est de 960,5°C. L'argent est le meilleur conducteur de chaleur et d'électricité.Résistance à l'argent 0,015 - 0,016 ohm x mm2/m. L'argent est utilisé pour un revêtement protecteur (argent) à la surface des métaux.

Antimoine - métal cassant brillant, point de fusion 631 ° C. L'antimoine est utilisé comme additif dans les alliages de soudure (soudures).

Chrome — un métal dur et brillant. Point de fusion 1830 ° C. Ne change pas dans l'air à des températures normales. Résistance au chrome 0,026 ohm x mm2/m Le chrome est utilisé dans les alliages et pour le revêtement protecteur (chromage) des surfaces métalliques.

Zinc - point de fusion 419,4 ° C. Résistance du zinc 0,053 - 0,062 ohm x mm2/ m Dans l'air humide, le zinc s'oxyde en se recouvrant d'une couche d'oxyde qui protège contre les influences chimiques ultérieures. En génie électrique, le zinc est utilisé comme additif dans les alliages et les soudures, ainsi que pour un revêtement protecteur (galvanisation) sur les surfaces des pièces métalliques.