Твердыми проводниками являются главным образом
металлы и сплавы. Они делятся на материалы с малым удельным
сопротивлением и материалы с большим удельным сопротивлением. Важнейшим
электрическим свойством проводниковых материалов является способность
оказывать сопротивление проходящему по ним электрическому току. Эта
способность характеризуется удельным электрическим сопротивлением
материала. Из проводников с малым удельным сопротивлением изготовляют
монтажные и обмоточные провода, кабели, контакты, экраны, токонесущие
детали, пружины, шасси и т. д. Из проводников с большим удельным
сопротивлением изготовляют специальные обмоточные провода (подробно см.
далее). Проводниковые материалы обладают целым рядом качеств, наиболее
важные из которых приведены ниже.
Серебро — металл белого цвета. Хорошо поддается механической обработке.
Имеет высокую электропроводность. Хорошо паяется. Применяется для
изготовления контактов реле; как покрытие проводов для вжигания в
керамику при производстве конденсаторов, катушек, печатных схем; как
антикоррозийное покрытие и др.
Медь — металл розовато-красного цвета. Мягкий, тягучий, хорошо паяется,
сваривается, обрабатывается механически. Обладает высокой
электропроводностью, уступая лишь серебру. Из меди изготовляют провода,
зажимы, токоведущие детали, экраны, кабельные наконечники и др.
Различают твердую медь — МТ и мягкую — ММ.
Алюминий — легкий и сравнительно мягкий металл серебристо-белого цвета с
голубоватым оттенком. Хорошо обрабатывается, обладает пластичностью,
ковкостью, малым сопротивлением электрическому току. Легко окисляется —
покрывается плотной оксидной пленкой, которая является диэлектриком.
Из-за этой пленки паять алюминий приходится специальным способом. Из
него изготавливают экраны, профильные детали, шасси, провода,
конденсаторные пластины и др. Из алюминиевой фольги делают аноды
электролитических конденсаторов, прокладки и др.
Дюралюминий — сплав алюминия с медью. Обладает свойствами алюминия, но
значительно тверже и прочнее его. Выпускается разных марок с различной
степенью жесткости. Применяется для изготовления втулок, стоек, шасси,
труб, экранов, деталей разъемов, шайб, заклепок и др.
Силумин — сплав алюминия с кремнием. Твердый, хрупкий, обладает хорошими
литейными свойствами. Используется для изготовления шкивов и других
фасонных деталей методом литья.
Сталь — сплав железа с углеродом (до 1,7%). Твердый материал сероватого
цвета. Хорошо обрабатывается, сваривается.
паяется с кислотой, куется, обладает большой механической прочностью. Из
нее изготавливают различные сердечники для трансформаторов и
электромагнитов, шасси, телефонные и телеграфные провода и др..
Температура плавления стали 1400— 1530° С.
Латунь — сплав меди с цинком, золотистого цвета. Обладает пластичностью,
вязкостью, хорошо паяется, штампуется, обрабатывается механически. Из
латуни изготавливают контактные лепестки, штепсельные разъемы, вилки,
шайбы, гайки, экраны, различную арматуру и проч.
. Гартованная латунь — прокатанная в холодном состоянии в одну сторону.
Употребляется для изготовления пружинных контактов реле.
Бронза — сплав меди с оловом золотисто-серого цвета с красноватым
оттенком. В зависимости от примесей различают фос-фрристую, бериллиевую,
кадмиевую и другую бронзу. Обладает хорошей механической прочностью,
хорошо обрабатывается, паяется, имеет хорошие антикоррозийные свойства.
Из нее изготавливают токопроводящие пружины, скользящие пружинные
контакты, коллекторные пластины и др.
Олово — мягкий металл серебристо-белого цвета с голубоватым оттенком.
Применяется в качестве припоя в сочетании с другими металлами.
Свинец — очень мягкий металл синевато-серого цвета. Легко окисляется на
воздухе. Применяется для приготовления припоев, оболочек кабелей,
пластин аккумуляторов. Свинцовая проволока употребляется в качестве
плавких вставок в предохранителях.
Цинк — мягкий металл серебристо-белого цвета. Легко паяется.
Используется как антикоррозийное покрытие, при приготовлении флюса для
пайки, в гальванических элементах из него делают электроды.
Вольфрам — металл серебристо-белого цвета. Очень тверд, прочен и
удароупорен. Применяется в производстве электронных лкмп и
полупроводниковых приборов для изготовления контактов.
Платина — металл серого цвета. Хорошо вытягивается в проволоку и
раскатывается в листы. Применяется для изготовления контактов реле,
термопар, нагревательных элементов в измерительной технике.
Электротехнический уголь — получают из сажи, графита, каменного угля.
Измельченную угольную массу смешивают с каменноугольной смолой и
обжигают при высокой температуре. Из электротехнического угля
изготовляют стержни, применяемые в качестве электродов; электрические
щетки, порошок для микрофонов и т. д.
В качестве примесей довольно часто применяют:
кадмий — мягкий металл серебристо-белого цвета, пластичный, механически
непрочный;
сурьму — хрупкий металл серебристо-белого цвета, на воздухе не
окисляется;
висмут — хрупкий металл серебристо-серого цвета, растворяется в азотной
и горячей серной кислотах.
В электро- и радиотехнике нередко находят применение проводники, имеющие
большее удельное сопротивление сравнительно с обычными проводниками. К
материалам с большим удельным сопротивлением относятся сплавы металлов.
Из них изготовляются обмоточные провода разного диаметра. Провода
употребляют для измерительных приборов, шунтов, проволочных
сопротивлений, нагревательных приборов и др.
Сплавы для электронагревательных приборов должны длительное время
работать при температуре около 1000° С. Необходимо, чтобы сплавы
позволяли изготовлять из них гибкую проволоку диаметром порядка сотых
долей миллиметра. Сплавы, используемые для приборов массового
употребления, должны быть дешевыми. К таким сплавам относятся манганин,
нихром, кон-стантан и др.
В качестве изоляции проводов с высоким удельным сопротивлением
используют эмали на масляных лаках, иногда в два слоя (повышенная
толщина изоляции).
Константан — медно-никелевый сплав. Применяется для проволочных
резисторов, реостатов, потенциометров и др. Благодаря окисной защитной
пленке его можно наматывать виток к витку без применения дополнительной
изоляции. Паяется оловянносвинцовыми припоями. Выпускаются провода
следующих марок:
ПШДК—провод константановый, изолированный двумя
слоями обмотки из шелка. Промышленность предлагает провода диаметром от
0,05 до 1,0 мм.
ПЭБОК — провод константановый, изолированный эмалью и одним слоем
обмотки из хлопчатобумажной пряжи. Может быть диаметром от 0,4 до 1,0
мм.
Манганин — сплав 86% меди, 12% марганца, 2% никеля. Имеет золотистый
цвет. Обладает большой стабильностью сопротивления во времени, поэтому
предназначен для изготовления эталонных (образцовых) сопротивлений,
катушек точных приборов и т. д. Паяется оловянно-свинцовыми припоями.
Промышленность выпускает провода следующих марок:
пшдмм — провод манганиновый, мягкий, изолированный двумя слоями обмотки
из шелка, диаметр от 0,05 до 1,0 мм.
пшдмт — провод манганиновый, твердый, изолированный двумя слоями обмотки
из шелка, диаметр от 0,05 до 1,0 мм.
Нихром — сплав 67,5% никеля, 15% хрома, 16% железа, 1,5% марганца.
Является жароупорным сплавом с рабочей температурой до 1000° С. Обладает
большой механической прочностью. Не паяется. При нагревании на воздухе
на поверхности нихрома образуется электроизолирующая окисная пленка,
поэтому нихромовую проволоку можно наматывать виток к витку, если
междувитковое напряжение не превышает 0,5 В. Применяется для
изготовления электронагревательных элементов и некоторых деталей с
высоким омическим сопротивлением. Выпускаются провода следующих марок:
ПЭВНХ-1 — провод нихромовый, изолированный высокопрочной эмалью в один
слой, диаметр от 0,02 до 0,4 мм.
ПЭВНХ-2 — провод нихромовый, изолированный высокопрочной эмалью в два
слоя, диаметр от 0,02 до 0,4 мм.
ПЭНХ—провод нихромовый, изолированный лакостойкой эмалью, диаметр от
0,03 до 0,4 мм.
Никелин—разновидность константана. Предельная рабочая температура 150°
С. Применяется для изготовления реостатов.
Нейзильбер — разновидность константана. Предельная рабочая температура
250° С.
Фехраль — хромо-алюминиевый сплав на основе железа. По сравнению с
нихромом более тверд и хрупок. Допустимая рабочая температура 900—1000°
С. Применяется для нагревательных элементов промышленных печей.
Хромаль — хромо-алюминиевый сплав на основе железа. По сравнению с
нихромом более тверд и хрупок. Допустимая рабочая температура 900—1000°
С. Применяется для нагревательных элементов промышленных печей.