Juhtmete puhul mõtleme esmalt vasktraatidele, alumiiniumtraatidele, raudtraatidele ja muudele metalltraatidele.Kõik need on valmistatud puhtast metalltraadist.Metallide kasutamise põhjuseks on see, et kõigil metallidel on hea elektrijuhtivus.Põhjus, miks metallidel on hea elektrijuhtivus, on see, et metalliaatomitel on vähem väliseid elektrone.Pärast nende ühendamist aatomirühmadeks on ka iga aatomi väliskihis ainult üks või kaks elektroni ja see pöörleb selle ümber, nii et aatomi väliskihis on ainult üks või kaks elektroni.Kihis on rohkem elektronide vabu kohti, nii et võõrad elektronid saavad kergesti siseneda ja liikuda ning metallil on lihtne elektrit juhtida, nii et juhtmed, mida oleme näinud, on põhiliselt metallist.
Tänu metalli heale juhtivusele on voolujuhtmed põhiliselt metallist.Kas juhtmeid saab asendada muude mittekontaktsete materjalidega?Võimalik ka nagu süsinikkiud.
Paljud sõbrad teavad, et süsinikkiud on väga vastupidavad, kuid nad ei tea, et mõned süsinikkiud on juhtivad.Seda seetõttu, et sellistel kiududel on grafiidiga sarnane aatomstruktuur ja grafiit on hea juht, mis on omamoodi süsinikelement.Allotroop, iga süsinikuaatom grafiidis on ühendatud kolme teise süsinikuaatomiga selle ümber, paiknedes kärgstruktuuri sarnases kuusnurkses struktuuris, milles iga süsinikuaatom kiirgab vaba elektroni, nii et grafiit juhib elektrit.Toimivus on väga hea, umbes 100 korda kõrgem kui tavalistel mittemetallilistel materjalidel.
Sellegipoolest ei sõltu süsinikkiust komposiittraadis voolu juhtivus süsinikkiust, sest süsinikkiu juhtivus ei ole ikka veel nii hea kui metallil.Vaik integreerib pikisuunas asetsevad süsinikkiudfilamendid tervikuks, mis muudab süsinikkiu vähem juhtivaks, mistõttu siinset süsinikkiudu ei kasutata elektri juhtimiseks, vaid raskuse kandmiseks.Süsinikkiust komposiittraadi struktuur on sarnane tavapärase terassüdamikuga alumiiniumtraadi omaga.See jaguneb ka sisemise südamiku traadiks ja pinnapealseks alumiiniumtraadiks.Südamiktraat kannab suurema osa traadi enda mehaanilisest pingest, samas kui välimine alumiiniumtraat kannab vooluvoolu ülesannet.
Selgub, et juhtmetes olevad kandvad traadid on kõik terastraadid, tavaliselt on terastrossid, mis on keeratud 7-st terastraadist ja väljastpoolt on alumiiniumtraat, mis koosneb kümnetest alumiiniumtraadi keerdudest, kuid süsinikkiust komposiit materjalitraat on süsinikkiust komposiitmaterjali keskmine kiht ja väliskülg on nelinurkne.Mitmeahelaline alumiiniumtraat, nagu on näidatud alloleval joonisel, vasakul on terastraadist alumiiniumtraat ja paremal on süsinikkiust komposiittraat.
Teame, et kuigi terasel on hea tõmbetugevus ja sitkus, on selle tihedus väga suur, seega on see väga raske, kuid süsinikkiust komposiitmaterjalide tihedus on palju väiksem, ainult 1/4 terasest ja selle kaal on sama. maht.Süsinikkiu tõmbejõud ja sitkus on aga terasest paremad, üldiselt vähemalt kaks korda suurem kui terase tõmbejõud, seega on süsinikkiust komposiitmaterjalide kasutamise peamine eesmärk vähendada traadi kaalu ja sama paksust. süsinikkiust Kuna tõmbejõud on parem, võib see kanda ka rohkem alumiiniumtraati, muutes traadi või kaabli paksemaks, et läbida rohkem voolu.
Kuna süsinikkiust komposiittraadil on ülalnimetatud suurepärased omadused – madal tihedus, kerge kaal, suur tõmbejõud ja tugev sitkus, siis kui seda materjali saab pikka aega kasutada, asendab see tõenäoliselt terastraadi ja alumiiniumtraadi. tulevik.Tavaliselt kasutataval traadil ja süsinikkiust traatil on pingestamisel kütteefekt, seega kasutatakse seda mõnes tööstuses ka küttetraadina.Seetõttu ei ole praegune traat tingimata metall ja ka mittemetallist traati ilmub üha sagedamini.
Postitusaeg: 15. september 2022