detailní analýza hliníku jako materiálu pro rezistory

Důležitost materiálů s vysokou rezistencí v oblasti elektrotechniky a materiálové vědy nemůže být přeháněna. Rezistivita, neboli sklon k odporu proti proudění elektrického proudu, je považována za jeden z faktorů pro vhodnost materiálu jako rezistoru. Ve svakém každodenním životě je hliník důležitým kovem, protože je lehký a velmi vodivý; například jsou z něj vyrobeny plechovky na nápoje a konstrukce letadel. Ale je hliník dobrým rezistoruem? To také vyžaduje, abychom porozuměli některým fyzikálním vlastnostem spojeným s tímto kovem ve srovnání s tím, co obvykle očekáváme od rezistorů.

Základy rezistivity:

Můžeme o něm mluvit jako o vnitřní vlastnosti, která kvantifikuje, jak těžké je pro látku nechat proudit elektrinu. Některé materiály, jako uhlík nebo určité slitiny, mají relativně vysoký elektrický odpor a proto jsou dále upřednostňovány pro použití jako rezistory. Na druhé straně kovy mají nízké rezistivity a tudíž lépe vodí elektřinu, což z nich dělá špatné kandidáty na rezistory.

Elektrické vlastnosti hliníku:

Tento fakt udělá hliník tak populárním mezi elektromontéry, kteří ho používají pro vedení budov a přenosových linií, neboť jeho nízká rezistivita (asi 2,82×10^-8 Ω·m při 20°C) naznačuje, že tento kov má optimální elektrickou vodivost. Takže automaticky splňuje jednu podmínku, která by měla být splněna vedením použitým v jakémkoliv elektrickém obvodu: minimální ztráta energie kvůli teplu vyprodukovanému odporovým vedením.

Proč není hliník dobrým rezistorem:

Takže, vzhledem k tomu, že vlastní nízkopropustný aluminium nemůže efektivně fungovat jako odpor. Odporový prvek musí vytvářet úmyslné překážky pro proudění elektrického proudu a převádět elektřinu na teplo. Jeho vysoká vodivost znamená, že za normálních okolností může proud snadno protékat bez jakýchkoli významných omezení, takže se prakticky žádná teplotní energie nevydělá, pokud je připojeno k napájecím zdrojům špatně. To není to, co by odpor měl být.

Alternativní materiály pro odporové prvky:

Jejich odporivity jsou významně vyšší než u aluminia a to je dělá preferovanými materiály pro použití v odporech. Například uhlíkové složení, kovy oxidy a některé slitiny slouží jako jejich příklady [18]. V případě, že tyto materiály byly správně formulovány a navrženy, mohou poskytnout široké spektrum hodnot odporu, které umožňují přesnou kontrolu nad proudem a rozdělením napětí v elektrických obvodech.

Závěr:

Například, tyto vlastnosti u aluuminu - vysoká vodivost a nízká rezistivita - ho nedělají vhodným materiálem pro výrobu odporů. Jeho nejsilnější stránka je naopak přenos elektřiny s minimálními ztrátami energie, což jej činí ideálním pro vedení nebo jakoukoli jinou aplikaci typu vodiče. Na druhé straně jsou materiály s vyšší rezistivitou, jako jsou uhlíkové kompoziční typy a kovy oxidy, vhodnější pro výrobu odporů, které úmyslně zpomalení proud elektrický, zatímco zajistí, aby byl přenesen pouze těmi elektrony, které mohou rozumně dodat svou energii bez toho, aby se ohřály. Takže odpověď na otázku „ Je hliník dobrým rezistorem? “? bude záporná, protože je nutné brát v úvahu mnoho aspektů před volbou vhodných materiálů pro jakoukoli konkrétní elektrickou aplikaci.