Широк анализ на алуминия като резистор

Значението на съпротивителните материали в областта на електротехниката и материалознанието не може да бъде надценено. Съпротивлението или тенденцията да се съпротивлява на потока на електрически ток се счита за един от факторите за годността на материала като резистор. В нашето ежедневие алуминият е важен метал, защото е лек и силно проводим; Например, има кутии за напитки и самолетни конструкции, направени от него. Дали обаче алуминият е добър резистор? Това също изисква от нас да разберем някои физични свойства, свързани с този метал, в сравнение с това, което обикновено очакваме от резисторите.

Основите на съпротивлението:

Може да се нарече вътрешно свойство, което определя количествено колко трудно е дадено вещество да позволи на електричеството да премине през него. Някои материали като въглерод или някои сплави имат относително високо електрическо съпротивление и следователно са предпочитани за използване като резистори. От друга страна, металите имат ниско съпротивление и по този начин провеждат електричество по-добре, което ги прави лоши кандидати за резистори.

Електрически свойства на алуминия:

Този факт прави алуминия толкова популярен сред електротехниците, които го използват за окабеляване на сгради и електропроводи, тъй като ниското му съпротивление (около 2.82×10^-8 Ω·m при 20°C) показва, че този метал има оптимална електрическа проводимост. Като такъв, той естествено отговаря на едно условие, на което трябва да отговарят проводниците, използвани във всяка електрическа верига: минимални загуби на енергия поради топлина, произведена от съпротивлението на проводника.

Защо алуминият не е добър резистор:

По този начин, като се има предвид собственото му ниско съпротивление, алуминият не може ефективно да работи като резистор. Резисторният елемент трябва да създава умишлено препятствие за проводимостта на тока, преобразувайки електрическата енергия в топлина. Високата му проводимост означава, че при нормални обстоятелства токът може лесно да премине без големи ограничения, следователно в него няма да се разсее много топлинна енергия, когато е свързан към източници на напрежение погрешно. Това не е това, което трябва да бъде резисторът.

Алтернативни материали за резистори:

Тяхното съпротивление е значително по-високо от това на алуминия и това ги прави предпочитани материали за използване в резистори. Например въглеродният състав, металният оксид и някои сплави служат като техни примери [18]. В случай, че тези материали са правилно формулирани и проектирани, те могат да осигурят широк диапазон от стойности на съпротивлението, които улесняват точния контрол върху потока на тока и разделянето на напрежението в електрическите вериги.

Извод:

Например, алуминият е силно проводим с ниско съпротивление, не може да направи висококачествен резисторен материал. Най-силната му страна обаче е предаването на електричество при ниски загуби на енергия, което го прави идеален за окабеляване или всяко друго приложение от тип проводници. От друга страна, материали с по-високо съпротивление, като видове въглероден състав и метални оксиди, са по-приложими при производството на резистори, които трябва умишлено да забавят потока на електрически ток, като същевременно гарантират, че той преминава само от онези електрони, които могат разумно да доставят енергията си, без да се нагряват. По този начин отговорът на "Добър резистор ли е алуминият?" въпрос ще бъде отрицателен, защото трябва да се вземат предвид много аспекти, преди да се изберат подходящи материали за конкретно електрическо приложение.