Όταν πρόκειται για σύρματα, σκεφτόμαστε πρώτα τα χάλκινα σύρματα, τα σύρματα αλουμινίου, τα σύρματα από σίδηρο και άλλα μεταλλικά σύρματα.Είναι όλα κατασκευασμένα από καθαρό μεταλλικό σύρμα.Ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούνται τα μέταλλα είναι ότι όλα τα μέταλλα έχουν καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.Ο λόγος για τον οποίο τα μέταλλα έχουν καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι επειδή τα άτομα μετάλλου έχουν λιγότερα εξωτερικά ηλεκτρόνια.Αφού συνδυαστούν σε ατομικές ομάδες, το εξωτερικό στρώμα κάθε ατόμου έχει επίσης μόνο ένα ή δύο ηλεκτρόνια και περιστρέφεται γύρω του, έτσι ώστε το εξωτερικό στρώμα του ατόμου να έχει μόνο ένα ή δύο ηλεκτρόνια.Θα υπάρχουν περισσότερα κενά ηλεκτρονίων στη στιβάδα, έτσι ώστε τα ξένα ηλεκτρόνια να μπορούν εύκολα να εισέλθουν και να κινηθούν, και το μέταλλο είναι εύκολο να μεταφέρει ηλεκτρισμό, επομένως τα καλώδια που έχουμε δει είναι βασικά μεταλλικά.
Λόγω της καλής αγωγιμότητας του μετάλλου, τα σύρματα ρεύματος είναι βασικά μεταλλικά.Μπορούν τα καλώδια να αντικατασταθούν από άλλα υλικά χωρίς επαφή;Επίσης είναι δυνατό, όπως ανθρακονήματα.
Πολλοί φίλοι γνωρίζουν ότι οι ίνες άνθρακα είναι πολύ σκληρές, αλλά δεν γνωρίζουν ότι ορισμένες ίνες άνθρακα είναι αγώγιμες.Αυτό συμβαίνει επειδή τέτοιες ίνες έχουν ατομική δομή παρόμοια με τον γραφίτη και ο γραφίτης είναι καλός αγωγός, που είναι ένα είδος στοιχείου άνθρακα.Τα αλλότροπα, κάθε άτομο άνθρακα στον γραφίτη συνδέεται με άλλα τρία άτομα άνθρακα γύρω του, διατεταγμένα σε μια εξαγωνική δομή σαν κηρήθρα, στην οποία κάθε άτομο άνθρακα εκπέμπει ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο, οπότε ο γραφίτης άγει ηλεκτρισμό.Η απόδοση είναι πολύ καλή, περίπου 100 φορές υψηλότερη από αυτή των συνηθισμένων μη μεταλλικών υλικών.
Ωστόσο, ακόμη κι έτσι, η αγωγιμότητα του ρεύματος στο σύνθετο σύρμα από ανθρακονήματα δεν εξαρτάται από τις ίνες άνθρακα, επειδή η αγωγιμότητα των ινών άνθρακα δεν είναι ακόμα τόσο καλή όσο αυτή του μετάλλου.Η ρητίνη ενσωματώνει τα διαμήκη διατεταγμένα νημάτια από ανθρακονήματα σε ένα σύνολο, γεγονός που καθιστά την ίνα άνθρακα λιγότερο αγώγιμη, επομένως η ίνα άνθρακα εδώ δεν χρησιμοποιείται για να μεταφέρει ηλεκτρισμό, αλλά για να αντέχει το βάρος.Η δομή του σύνθετου σύρματος πυρήνα από ανθρακονήματα είναι παρόμοια με εκείνη του συμβατικού σύρματος αλουμινίου με πυρήνα από χάλυβα.Χωρίζεται επίσης στο σύρμα εσωτερικού πυρήνα και στο σύρμα αλουμινίου επιφάνειας.Το σύρμα πυρήνα φέρει το μεγαλύτερο μέρος της μηχανικής καταπόνησης του ίδιου του σύρματος, ενώ το εξωτερικό σύρμα αλουμινίου φέρει την εργασία ροής ρεύματος.
Αποδεικνύεται ότι τα φέροντα σύρματα στα σύρματα είναι όλα χαλύβδινα σύρματα, συνήθως χαλύβδινα συρματόσχοινα στριμμένα από 7 κλώνους χαλύβδινων συρμάτων και το εξωτερικό είναι ένα σύρμα αλουμινίου που αποτελείται από δεκάδες κλώνους συρμάτων αλουμινίου, αλλά το σύνθετο ανθρακονήματα Το σύρμα υλικού είναι ένα μεσαίο σκέλος από σύνθετο υλικό από ανθρακονήματα και το εξωτερικό είναι τετράπλευρο.Πολύκλωνο σύρμα αλουμινίου, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, το αριστερό είναι το σύρμα αλουμινίου από χάλυβα και το δεξί είναι το σύνθετο σύρμα πυρήνα από ανθρακονήματα.
Γνωρίζουμε ότι αν και ο χάλυβας έχει καλή αντοχή εφελκυσμού και σκληρότητα, η πυκνότητά του είναι πολύ μεγάλη, επομένως είναι πολύ βαρύ, αλλά η πυκνότητα των σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα είναι πολύ μικρότερη, μόνο το 1/4 του χάλυβα και το βάρος του είναι μόνο το ίδιο Ενταση ΗΧΟΥ.Ωστόσο, η δύναμη εφελκυσμού και η σκληρότητα των ανθρακονημάτων είναι καλύτερες από αυτές του χάλυβα, γενικά τουλάχιστον δύο φορές τη δύναμη εφελκυσμού του χάλυβα, επομένως ο κύριος σκοπός της χρήσης σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα είναι να μειωθεί το βάρος του σύρματος και το ίδιο πάχος από ανθρακονήματα Επειδή η έλξη είναι καλύτερη, μπορεί επίσης να μεταφέρει περισσότερο σύρμα αλουμινίου, καθιστώντας το σύρμα ή το καλώδιο παχύτερο για να περάσει περισσότερο ρεύμα.
Δεδομένου ότι το σύνθετο σύρμα από ανθρακονήματα έχει τις προαναφερθείσες εξαιρετικές ιδιότητες χαμηλής πυκνότητας, μικρού βάρους, μεγάλης δύναμης εφελκυσμού και ισχυρής σκληρότητας, εάν αυτό το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, είναι πιθανό να αντικαταστήσει το χαλύβδινο σύρμα και το σύρμα αλουμινίου στο το μέλλον.Το σύρμα που χρησιμοποιείται συνήθως και το σύρμα από ανθρακονήματα έχουν αποτέλεσμα θέρμανσης όταν είναι ενεργοποιημένο, επομένως θα χρησιμοποιηθεί και ως καλώδιο θέρμανσης σε ορισμένες βιομηχανίες.Επομένως, το τρέχον καλώδιο δεν είναι απαραίτητα μέταλλο και το μη μεταλλικό σύρμα θα εμφανίζεται όλο και πιο συχνά.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-15-2022