Μια ευρεία ανάλυση του αλουμινίου ως αντίσταση

Η σημασία των υλικών αντίστασης στον τομέα της ηλεκτρολογίας και της επιστήμης των υλικών δεν μπορεί να υπερτονιστεί. Η ειδική αντίσταση, ή η τάση αντίστασης στη ροή ενός ηλεκτρικού ρεύματος, θεωρείται ως ένας παράγοντας για την καταλληλότητα ενός υλικού ως αντίστασης. Στην καθημερινή μας ζωή, το αλουμίνιο είναι ένα σημαντικό μέταλλο επειδή είναι ελαφρύ και εξαιρετικά αγώγιμο. Για παράδειγμα, υπάρχουν κουτιά ποτών και δομές αεροσκαφών που κατασκευάζονται από αυτό. Ωστόσο, το αλουμίνιο κάνει καλή αντίσταση; Αυτό απαιτεί επίσης να κατανοήσουμε ορισμένες φυσικές ιδιότητες που σχετίζονται με αυτό το μέταλλο σε σύγκριση με αυτό που συνήθως περιμένουμε από αντιστάσεις.

Τα βασικά της αντίστασης:

Μπορεί να αναφέρεται ως η εγγενής ιδιότητα που ποσοτικοποιεί πόσο δύσκολο είναι για μια ουσία να επιτρέψει στην ηλεκτρική ενέργεια να περάσει μέσα από αυτήν. Ορισμένα υλικά όπως ο άνθρακας ή ορισμένα κράματα έχουν σχετικά υψηλή ηλεκτρική αντίσταση και ως εκ τούτου προτιμώνται για χρήση ως αντιστάσεις. Από την άλλη, τα μέταλλα έχουν χαμηλές αντιστάσεις και έτσι διεξάγουν καλύτερα τον ηλεκτρισμό, γεγονός που τα καθιστά φτωχούς υποψηφίους για αντιστάσεις.

Ηλεκτρικές ιδιότητες αλουμινίου:

Αυτό το γεγονός καθιστά το αλουμίνιο τόσο δημοφιλές μεταξύ των ηλεκτρολόγων που το χρησιμοποιούν για καλωδίωση κτιρίων και γραμμών μεταφοράς ισχύος, καθώς η χαμηλή αντίσταση του (περίπου 2,82×10^-8 Ω m στους 20 ° C) δείχνει ότι αυτό το μέταλλο έχει βέλτιστη ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ως εκ τούτου, ικανοποιεί φυσικά μια προϋπόθεση που πρέπει να πληρούν τα καλώδια που χρησιμοποιούνται σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό κύκλωμα: ελάχιστη απώλεια ενέργειας λόγω θερμότητας που παράγεται από την αντίσταση του αγωγού.

Γιατί το αλουμίνιο δεν είναι καλή αντίσταση:

Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη τη δική του χαμηλή εγγενή αντίσταση, το αλουμίνιο δεν μπορεί να λειτουργήσει αποτελεσματικά ως αντίσταση. Ένα στοιχείο αντίστασης πρέπει να δημιουργεί εσκεμμένα εμπόδια στην αγωγιμότητα ρεύματος που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα. Η αγωγιμότητά του είναι υψηλή σημαίνει ότι υπό κανονικές συνθήκες το ρεύμα μπορεί εύκολα να ρέει χωρίς σημαντικούς περιορισμούς, επομένως δεν θα διαχέεται ποτέ πολλή θερμική ενέργεια όταν συνδέεται λανθασμένα σε πηγές τάσης. Δεν είναι αυτό που πρέπει να είναι μια αντίσταση.

Εναλλακτικά υλικά για αντιστάσεις:

Οι αντιστάσεις τους είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές του αλουμινίου και αυτό τα καθιστά προτιμώμενα υλικά για χρήση σε αντιστάσεις. Για παράδειγμα, η σύνθεση του άνθρακα, το οξείδιο του μετάλλου και ορισμένα κράματα χρησιμεύουν ως παραδείγματα [18]. Στην περίπτωση που αυτά τα υλικά έχουν διαμορφωθεί και σχεδιαστεί σωστά, μπορούν να παρέχουν ένα ευρύ φάσμα τιμών αντίστασης που διευκολύνουν τον ακριβή έλεγχο της ροής ρεύματος και της διαίρεσης τάσης στα ηλεκτρικά κυκλώματα.

Συμπέρασμα:

Για παράδειγμα, το αλουμίνιο που είναι εξαιρετικά αγώγιμο με χαμηλή αντίσταση δεν μπορεί να κάνει υλικό αντίστασης υψηλής ποιότητας. Το δυνατό του σημείο, ωστόσο, είναι η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας με χαμηλή απώλεια ενέργειας, καθιστώντας το ιδανικό για καλωδίωση ή οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή τύπου αγωγού. Από την άλλη, υλικά υψηλότερης ειδικής αντίστασης, όπως τύποι σύνθεσης άνθρακα και οξείδια μετάλλων, είναι πιο εφαρμόσιμα στην κατασκευή αντιστάσεων που πρέπει να επιβραδύνουν σκόπιμα τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι διέρχεται μόνο από εκείνα τα ηλεκτρόνια που μπορούν εύλογα να παραδώσουν την ενέργειά τους χωρίς να ζεσταθούν. Έτσι, η απάντηση στο "Είναι το αλουμίνιο μια καλή αντίσταση" ερώτηση θα είναι αρνητική επειδή κάποιος πρέπει να λάβει υπόψη πολλές πτυχές πριν επιλέξει τα κατάλληλα υλικά για οποιαδήποτε συγκεκριμένη ηλεκτρική εφαρμογή.