Bästa svaret
Med tanke på deras användning i elektriska system bestäms vad som gör en bra ledare på olika kriterier. Vanligtvis bör bra strömbärande ledare ha följande egenskaper:
- Låg resistivitet / / hög ledningsförmåga
- Låg temperaturkoefficient för resistivitet
- Bra värmeledningsförmåga
- Bör vara lättillgänglig
- Miljöstabilitet
- Smidbarhet
- Bör vara mycket duktil
- Tillgänglig för tillverkningsprocessen
- Lätt att få i former, stavar och trådar.
- Ekonomisk lönsamhet
Koppar får fler än andra i de flesta avseenden och är allmänt föredraget. Aluminium hittar också bra användning på grund av kostnadsfaktorn, eftersom vissa egenskaper är bättre – som värmeledningsförmåga, smidbarhet etc.
Med detta sagt kommer en bra ledare för olika krav att vara annorlunda. Mässing är den vanligaste ledaren efter koppar och får preferens på grund av dess funktionella natur och lägre kostnad jämfört med koppar.
I kritiska applikationer får Silver preferens trots höga kostnader på grund av sina överlägsna egenskaper som ledare. Även guld hittar sin plats för kontaktmaterial i extrema fall.
För ställverk är volfram vanligt på grund av dess förmåga att motstå ljusbågar, lågt slitage och relativ inert natur / motståndskraft mot oxidation.
Även GI-tråd anses vara ett bra material för jordningsledare, eftersom det är billigt, tål tufft väder och fukt. Den är lätt tillgänglig och tuff mot mekaniska påkänningar. Den går djupt under jorden och förblir i kontakt med saltvatten.
Svar
Metaller har ”valens” -elektroner som är fria att röra sig genom metallgitterstrukturen. Upphetsad av ett elektriskt fält kommer elektroner att studsa som biljardbollar med daisy-chain-reaktioner, inte lika perfekt som nedan, eftersom detta är ett exempel som styrs av strängar.
Men när fältet med en ultra snabb växelström blir det svårt att röra sig och har därmed mycket högt motstånd i mitten och flyter bara på den yttre huden. Detta är ”Hudeffekt”. Djupet krymper med stigande RF-frekvens.
Så en bra ledare borde ha många hudytor som platta ark eller flätor.
Vissa alternativ är flätad tråd, men för krafttransformatorer föredras ofta plåt koppar eller aluminium och lindas med sammanflätade lager av kraftpapper ibland belagda med ett hårt tunt plastskikt och lindas runt stålkärnan för maximal isolering och kraftöverföring.
Så en bra ledare borde också ha bra isolering.
Eftersom induktans ökar impedansen, är en bra ledare ska ha låg induktans för växelström vid ökande frekvenser .. Induktans beror främst på förhållandet mellan bredd och längd och parallella ledningar dividerar induktansen med antalet ledningar eller kablar. Kraftledningar minskar induktansen genom att använda fyra linjer per fas och mellanrummen mellan dessa ledningar förbättrar nedbrytningströskeln mellan faser samt minskar effekter från vind som vindmotstånd och vibrationsresonans.
Så en bra ledare borde ha låg induktans eller använda isolerade flera trådar. Ett annat exempel är Litz-tråd. (flertrådsbelagd ”magnettråd”)
De bästa ledarna kallas supraledare under ett tröskelvärde nära absolut noll elektronflöde är friktionsfritt.
Vid rumstemperatur är materialets ledningsförmåga för att öka preferens är stål, aluminium, guld, koppar, silver och grafen (C). Men för överföringsledningar måste det vara mycket starkt att bära sin totala vikt under spänning och motstå oxidation (rost) och andra egenskaper.
Så en bra ledare måste överväga även mekaniska och materialkonduktiva egenskaper.
Sammanfattningsvis ”Bra” beror på dina krav, vilket innebär att varje krav eller till och med alla frågor bör ha en specifikation FÖR BÄSTA LÖSNING.