Besi dan keluli konduktif

Secara semula jadi, besi berada dalam pelbagai sebatian dengan oksigen (FeO, Fd2O3, dll.). Sangat sukar untuk mengasingkan besi tulen secara kimia daripada sebatian ini. Dari segi sifat elektrik dan magnet, besi tulen secara kimia adalah hampir dengan besi yang ditulenkan daripada kekotoran dengan kaedah elektrolitik (besi elektrolitik). Jumlah keseluruhan kekotoran dalam besi elektrolitik tidak melebihi 0.03%.

Kekotoran utama dalam besi ialah: oksigen (O2), nitrogen (N2), karbon (C), sulfur (C), fosforus (P), silikon (Si), mangan (Mn) dan beberapa lagi. Kebanyakan kekotoran memasuki besi daripada bijih dan bahan api.

Silikon dan mangan secara khusus dimasukkan ke dalam besi sebagai penyahoksida. Mereka mudah bergabung dengan oksigen dan membentuk oksida, yang dalam besi cair (keluli) terapung ke permukaan dalam bentuk sanga dan dikeluarkan. Ini meningkatkan sifat mekanikal keluli, tetapi, kekal dalam jumlah yang kecil dalam keluli, ia mengurangkan kekonduksian elektriknya.

Sulfur dan fosforus adalah kekotoran berbahaya. Masuk ke dalam besi dan keluli daripada bijih dan bahan api, ia menyebabkan kerosakkan keluli.Gas (nitrogen dan oksigen) juga merupakan kekotoran berbahaya, kerana ia merosakkan sifat elektrik dan magnet besi dan keluli.

Kekotoran yang secara mendadak mengurangkan kekonduksian elektrik besi ialah karbon. Aloi besi dengan karbon dipanggil keluli. Selain karbon, keluli juga mengandungi unsur-unsur lain yang diperkenalkan khusus untuk mendapatkan sifat tertentu (elemen aloi).

Kualiti teknikal besi adalah keluli karbon rendah, kandungan karbonnya berbeza dari 0.01 hingga 0.1%. Dalam keluli struktur, karbon terkandung dalam jumlah dari 0.07 hingga 0.7%, dan dalam alat dan keluli khas (aloi) lain - dari 0.7 hingga 1.7%.

Besi dan keluli — bahan konduktif yang paling murah dan paling mudah diakses dengan kekuatan tegangan mekanikal yang tinggi, tetapi penggunaannya dihadkan oleh kelemahan berikut.

Besi dan keluli mempunyai rintangan kakisan yang rendah, iaitu, ia mudah teroksida di udara - ia berkarat. Di samping itu, mereka mempunyai kenaikan rintangan (p = 0.13 — 0.14 ohm x mm2 / m) berbanding kuprum dan aluminium. Rintangan elektrik besi dan keluli kepada arus ulang alik meningkat dengan banyak kerana besi dan keluli adalah bahan magnet… Oleh itu, arus sebahagian besarnya beralih dari bahagian tengah konduktor ke permukaannya (kesan permukaan).

Untuk mengurangkan kesan ini dan magnitud rintangan elektrik kepada arus ulang-alik, mereka cuba menggunakan keluli dengan kebolehtelapan magnet yang paling rendah.

Untuk pengeluaran dawai keluli, keluli dengan kandungan karbon 0.10 hingga 0.15% digunakan, yang mempunyai sifat berikut: ketumpatan 7.8 g / cm3, takat lebur 1392 — 1400ОС, kekuatan tegangan maksimum 55 — 70 kg / mm2, pemanjangan relatif 4 — 5%, rintangan 0.135 — 146 ohm hmm2 / m, pekali suhu rintangan α = +0.0057 1 / ° C.

Untuk melindungi mereka daripada kakisan atmosfera, wayar keluli ditutup dengan lapisan nipis tembaga atau zink (0.016 - 0.020 mm).

Kawat keluli dan rod juga digunakan sebagai teras dalam wayar dwilogammemberikan penjimatan yang ketara dalam kuprum konduktif. Konduktor dwilogam digunakan dalam peranti elektrik (kunci pisau, penyentuh, dsb.).

nasi. 1. Keratan rentas wayar dwilogam

nasi. 2. Keratan rentas dawai keluli-aluminium dwilogam: 1 — dawai aluminium, 2 — dawai keluli

Dawai keluli bergalvani dengan kekuatan tegangan mekanikal yang tinggi (130 — 170 kg / mm2) digunakan sebagai teras dalam wayar keluli-aluminium untuk meningkatkan kekuatan tegangan mekanikalnya.