En bred analyse av aluminium som motstand

Betydningen av motstandsmaterialer innen elektroteknikk og materialvitenskap kan ikke understrekes nok. Resistiviteten, eller tendensen til å motstå en elektrisk strøms strømning, anses som en faktor for et materiales egnethet som motstand. I hverdagen vår er aluminium et viktig metall fordi det er lett og svært ledende; For eksempel er det drikkebokser og flystrukturer laget av det. Men er aluminium en god motstand? Dette krever også at vi forstår noen fysiske egenskaper knyttet til dette metallet sammenlignet med hva vi vanligvis forventer av motstander.

Grunnleggende om resistivitet:

Det kan refereres til som den iboende egenskapen som kvantifiserer hvor vanskelig det er for et stoff å la elektrisitet passere gjennom det. Noen materialer som karbon eller visse legeringer har relativt høy elektrisk motstand og foretrekkes derfor for bruk som motstander. På den annen side har metaller lave resistiviteter og dermed leder de elektrisitet bedre, noe som gjør dem til dårlige kandidater for motstander.

Aluminiumets elektriske egenskaper:

Dette faktum gjør aluminium så populært blant elektrikere som bruker det til kabling av bygninger og kraftoverføringslinjer, siden dets lave resistivitet (ca. 2,82×10^-8 Ω·m ved 20°C) indikerer at dette metallet har optimal elektrisk ledningsevne. Som sådan tilfredsstiller den naturligvis en betingelse som bør oppfylles av ledninger som brukes i alle elektriske kretser: minimalt energitap på grunn av varme produsert av ledermotstand.

Hvorfor aluminium ikke er en god motstand:

Derfor, med tanke på sin egen lav-iboende resistivitet, kan aluminium ikke fungere effektivt som en motstand. Et motstandselement må skape tilsiktet hindring for strømledning som konverterer elektrisk kraft til varme. Dens konduktivitet er høy betyr at strøm under normale omstendigheter lett kan strømme gjennom uten noen store begrensninger, og derfor vil ikke mye termisk energi noen gang forsvinne i den når den er festet over spenningskilder feilaktig. Dette er ikke hva en motstand skal handle om.

Alternative materialer for motstander:

Deres resistiviteter er betydelig høyere enn for aluminium, og dette gjør dem til foretrukne materialer for bruk i motstander. For eksempel fungerer karbonsammensetning, metalloksid og noen legeringer som eksempler [18]. I tilfelle når disse materialene er riktig formulert og utformet, kan de gi et bredt spekter av motstandsverdier som muliggjør en nøyaktig kontroll over strømflyt og spenningsdeling i elektriske kretser.

Konklusjon:

For eksempel kan aluminium som er svært ledende med lav resistivitet ikke lage motstandsmateriale av høy kvalitet. Dens sterkeste side er imidlertid overføring av elektrisitet med lavt energitap, noe som gjør den ideell for ledninger eller andre lederapplikasjoner. På den annen side er materialer med høyere resistivitet som karbonsammensetningstyper og metalloksider mer anvendelige i produksjonen av motstander som med vilje må bremse elektrisk strømflyt samtidig som de sikrer at den bare føres gjennom av de elektronene som med rimelighet kan levere energien sin uten å bli varm. Dermed er svaret på "Er aluminium en god motstand?" spørsmålet vil være negativt fordi man må ta hensyn til mange aspekter før man velger passende materialer for en bestemt elektrisk applikasjon.