Широкий аналіз алюмінію як резистора

Важливість матеріалів опору в галузі електротехніки та матеріалознавства важко переоцінити. Питомий опір, або схильність чинити опір протіканню електричного струму, розглядається як один з факторів придатності матеріалу в якості резистора. У нашому повсякденному житті алюміній є важливим металом, оскільки він легкий і має високу провідність; Наприклад, є банки з-під напоїв і виготовлені з нього авіаційні конструкції. Однак, чи є алюміній хорошим резистором? Це також вимагає від нас розуміння деяких фізичних властивостей, пов'язаних з цим металом, у порівнянні з тим, що ми зазвичай очікуємо від резисторів.

Основи питомого опору:

Його можна назвати внутрішньою властивістю, яка кількісно визначає, наскільки важко речовині пропускати через себе електрику. Деякі матеріали, такі як вуглець або певні сплави, мають відносно високий електричний опір і тому кращі для використання в якості резисторів. З іншого боку, метали мають низький питомий опір і, отже, вони краще проводять електрику, що робить їх поганими кандидатами на резистори.

Електричні властивості алюмінію:

Цей факт робить алюміній таким популярним серед електриків, які використовують його для проводки будівель і ліній електропередач, оскільки його низький питомий опір (близько 2,82×10^-8 Ω·м при 20°C) вказує на те, що цей метал має оптимальну електропровідність. Таким чином, вона, природно, задовольняє одній умові, якій повинні відповідати дроти, що використовуються в будь-якій електричній схемі: мінімальні втрати енергії за рахунок тепла, що виробляється опором провідника.

Чому алюміній не є хорошим резистором:

Таким чином, враховуючи власний низький питомий опір, алюміній не може ефективно працювати як резистор. Елемент резистора повинен створювати навмисну перешкоду для проведення струму, перетворюючи електричну енергію в теплову. Висока провідність означає, що за нормальних обставин струм може легко протікати без будь-яких серйозних обмежень, отже, не так багато теплової енергії розсіюється в ньому при помилковому приєднанні до джерел напруги. Це не те, про що повинен бути резистор.

Альтернативні матеріали для резисторів:

Їх питомий опір значно вище, ніж у алюмінію, і це робить їх кращими матеріалами для використання в резисторах. Наприклад, склад вуглецю, оксид металів і деякі сплави служать їх прикладами [18]. У разі, коли ці матеріали були правильно сформульовані і розроблені, вони можуть забезпечити широкий діапазон значень опору, що полегшує точний контроль протікання струму і поділу напруги в електричних ланцюгах.

Висновок:

Наприклад, алюміній, будучи високопровідним з низьким питомим опором, не може виробляти високоякісний матеріал резистора. Однак його найсильнішою стороною є передача електроенергії з низькими втратами енергії, що робить його ідеальним для проводки або будь-якого іншого застосування типу провідника. З іншого боку, матеріали з більшим питомим опором, такі як типи складу вуглецю та оксиди металів, більш застосовні у виробництві резисторів, які повинні навмисно уповільнювати протікання електричного струму, гарантуючи, що він пропускається лише тими електронами, які можуть розумно доставляти свою енергію, не нагріваючись. Таким чином, відповідь на питання «Чи є алюміній хорошим резистором?) питання буде негативним, оскільки потрібно враховувати багато аспектів, перш ніж вибрати відповідні матеріали для будь-якого конкретного електричного застосування.