Медь: электропроводность, свойства, особенности и применение

Хочу все знать

При ответе на вопрос, что собой представляет электротехническая медь, совсем не обязательно изучать лекции по такой науке, как химия, и заучивать определенные прописные термины. Достаточно обратить внимание на самые важные технические и эксплуатационные характеристики меди. Стоит рассмотреть основные методы ее получения, сферу применения, а также упомянуть о тех, кто занимается производством меди, предназначенной для нужд мировой электротехнической промышленности.

Если учесть тот факт, что примерно 80% от всей добываемой сейчас меди получаются в итоге переработки разных сульфидных руд, можно отметить, что материал отличается повышенными показателями себестоимости. Она обычно оправдана достаточно широким спектром ее использования.

Основные характеристики меди – электротехнической и стандартной

Медь, как материал, имеет по всем параметрам уникальное сочетание самых разных свойств. Среди них можно отметить такие преимущественные характеристики, как:

• Идеальные параметры стойкости к разрушительной коррозии;
• Высокий уровень эластичности;
• Наличие привлекательного цвета, а также фактуры;
• Высокие параметры проводимости тепла;
• Идеальная электропроводность.

После того, как медь полностью очищается от разнообразных примесей, она принимает розоватый оттенок на изломе, а также становится очень мягкой по структуре. Удаление большого количества разнообразных примесей в значительной степени повышает ее электро- и теплопроводность. По этой причине большая часть всей изготовленной меди идет на то, чтобы из нее были изготовлены разные электротехнические изделия.

В большом количестве случаев для достижения основных электротехнических нужд используется специальная чистая с технической точки зрения медь. В ней содержится примерно 0,02-0,04% кислорода. Для изделий, которые требуют максимальных показателей электропроводности, используют специальную, не имеющую в своем составе кислород, медь.

Среди самых важных качественных характеристик можно отметить такие факторы, как:

• Удельный вес примерно равен 8,93 г/cм3;
• Параметры сопротивления при 20 градусах равны примерно 0,0167 Ом х мм2/м;
• Показатели температуры для эффективного плавления, которая составляет 1083 градусов.

В настоящее время предприятия из качественной меди производят самые разные изделия, к которым можно отнести провода, кабели, обмотки для трансформаторов, а также электротехнические шины.

Основные методы получения меди

Качественная электротехническая медь представляет собой чистый металл, потому что любая, даже незначительная примесь значительно снижает показатели электропроводности. Например, всего 0,002 % такого вещества, как алюминий, несмотря на то, что он тоже является проводником, в состоянии привести к тому, что степень проводимости снизится примерно на 10%. Чего уж говорить о тех примесях, которые не являются проводниками вообще. Именно по этой причине любой технический брак не может быть допустимым.

Чтобы получить максимально качественную и чистую медь, используется метод, который называется электрорафинированием, он основан на таком процессе, как электролиз. Производятся идеальные условия, способствующие отделению примесей от частиц самой меди. Обычно они оседают на одном каком-то электроде, потому в результате можно получить особую электромеханическую медь, чистота которой составляет 99,999%, от требуемого уровня, предназначенного для разных электротехнических нужд.

Можно отметить еще одну достаточно важную сферу применения – изготовление сплавов на основе меди или с добавлением ее. Интересным является то, что мягкая по структуре медь в сочетании с иными металлами образует совершенно не мягкие, но, наоборот, очень твердые сплавы, то есть растворы. В них атомы от разнообразных металлов распределяются очень равномерно.

Если добавить в красную медь специальный продукт огневого процесса рафинирования, добавление небольшого количества мышьяка серьезно увеличит параметры ее прочности, но одновременно с этим будут ухудшены возможности такого процесса, как сварка.

Область применения меди

По показателям востребованности, весь объем меди, которая потребляется на мировом рынке, «расходится» в таких пропорциях:

• Современная электротехника и подобные качественные изделия – примерно 70%;
• Конструкционные элементы строительных объектов – 15%;
• Детали от машин и иных элементов – около 5%;
• Разнообразные транспортные области составляют 4%;
• На все остальное и на военные нужды в том числе приходится примерно 6%.

Относительно отраслей современной промышленности, то здесь первое место отведено именно строительству. К ней относится около 40% от общего объема меди, которая производится на данный момент.

Такая область современной промышленности, как электроника, забирает примерно 25%, на сферу машиностроения приходится 14 %, а на транспортную область около 11%. На широко потребление идет остаток в 9%.

Так как низкокислородная и не имеющая кислорода медь обладает идеальными литьевыми качествами, она может применяться в процессе изготовления выполненных из мели труб, для производства химико-технологического качественного современного оборудования, производительных автомобильных радиаторов и стандартных бытовых труб водопровода.

Производители качественной меди

Вся медь должна полностью соответствовать требованиям ГОСТа 434-78. По ним выпускают специальные медные шины такие промышленные предприятия, как:

• ГМК «Норильский никель», являющийся одним из самых крупным и основных производителей на территории России;
• Холдинг УГМК;
• ЗАО «Русская медная компания». В компании находится 11 предприятий в Казахстане и четырех крупных областей России.

Это крупные предприятия, но есть и более мелкие.

Разнообразные полезные детали

Общая технология изготовления медных шин является одинаковой на всех без исключения предприятиях, но современного покупателя интересует стоимость, которая при высоком качестве будет более доступной. Стоит отметить, что современные предприятия России соревнуются не в параметрах качества, так как оно у всех довольно высокое, но исключительно в стоимостной политике.

Чтобы достигнуть определенных условий в процессе работы основных токоведущих деталей, при изготовлении применяются разные инновационные решения и современные технические подходы:

• Полоса коллектора, то есть определенный сплав серебра и качественной меди, который превосходит обычную чистую по качеству медь по основным техническим и эксплуатационным качествам;
• Электротехнические используемые в промышленности профили, имеющие прямоугольную форму особого назначения;
• Совершенно твердые, имеющие чистую поверхность и полутвердые шины;
• Есть шины со специальным закруглением всех малых по параметрам сторон производимого сечения и так далее.

По причине подобного закругления можно достигнуть стойкости присутствующего покрытия изоляции, так как нет каких-либо резких по форме изгибов на всех углах. Также серьезно экономится общее количество меди без одновременной потери качественной проводимости. Еще одним преимуществом является эффективное распределение всей токовой нагрузки, причем максимально одинаково по всему сечению.

Шины, которые имеют более высокую чистоту всей присутствующей поверхности, предназначены для определенного электролитического покрытия участка следующего контакта серебром. Таким образом, можно достигнуть значительного снижения величины общего показателя сопротивления контакта.

По вопросам приобретениря кабелей из качественной электротехнической меди:

Области применения меди

Как в чистом виде, так и в сочетании со сплавами медь активно используется в различных промышленных областях.

• Благодаря своим свойствам, она получила широкое распространение в области электротехники. Более половины всего добытого материала уходит на производство всевозможных электроприборов и электропередач.
• Из чистой меди изготавливается кабели для электропередач, различные составляющие для электрических генераторов, медная проволока и прочее.
• В сочетании со сплавами этот материал можно встретить в автомобильной области.
• В результате своей высокой теплопроводности также применяется при производстве теплотрасс и нагревательных устройств.

Сплавы меди получили применение в химическом производстве, отлично зарекомендовав себя.

О применении меди в гальванопластике смотрите видео ниже:

Особенности одножильных и многожильных проводов

Для того, чтобы выбрать соответствующий условиям эксплуатации многожильный или одножильный провод, а также подходящий способ соединения, необходимо в первую очередь рассмотреть основные плюсы и минусы каждого из них.

1-жильные проводники относятся к стационарным. Это означает, что монтировать их можно только в таких условиях, когда в ходе эксплуатации они не будут подвергаться различного рода механическим нагрузкам – и прежде всего изгибу.

Помимо этого, они характеризуются следующим рядом особенностей:

• Минимальное сопротивление на каждый километр провода.

Так, медный монолит сечением 1 мм2 имеет значение этого показателя около 18 Ом. В тоже время многожильный провод 5-го класса гибкости аналогичной площади дает сопротивление в 19,5 Ом.

1-жильный провод идеально подходит для укладки электропроводки в штробу Источник samelectrik.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электротехнических работах любой сложности

Происходит такое явление из-за двух закономерностей. Существует прямая зависимость между площадью сечения и сопротивлением – чем меньше первая, тем выше второе. Кроме того, хотя все проводники скручены в общую жилу, тем не менее контакт их является механическим. Из-за этого неизбежно повышается значение сопротивления.

• Удобство подключения.

Существует несколько основных вариантов, как можно соединить одножильный и многожильный провод, рассмотрим их особенности для медных экземпляров:

1. Винтовое. Монолитный провод для такого способа более предпочтителен, нежели многожильный – не уменьшается сечение, не выдавливаются отдельные волоски из места контакта.
2. Зажимное. При использовании клемм типа WAGO одножильный провод подходит безукоризненно, чего нельзя сказать о многожильном аналоге.
3. Сварочное. Монолит идеально сваривается. Напротив, отдельные тонкие волоски легко повреждаются или обрываются дугой.
4. Пайка. Используется, как правило, для проводников небольшого сечения. При этом предпочтение отдается многожильному варианту – ввиду специфики технологии.
5. Прессовочное. Метод трудновыполним для монолита крупного сечения, если не применяется специальное оборудование.

Соединение многожильного провода методом прессовки в капсулу Источник samelectrik.ru
Кроме того, 1-жильный провод недорогой, что особенно актуально при прокладке сети большого метража.

Многожильный проводник, со своей стороны, имеет такой ряд особенностей:

1. Высокая гибкость. Данное свойство тем более актуально для установки, чем выше площадь сечения.
2. Легкость монтажа. Гибкий многожильный проводник или шнур позволяет монтировать электропроводку практически в любых условиях.
3. Необходимость использования специальных наконечников для удобной коммутации. На выход приходят недорогие латунные соединители, монтаж которых допустим без специальных навыков.
4. Возможность легкого соединения посредством клемм WAGO после опрессовки.

Соединение многожильных проводов с помощью клемм WAGO Источник dowsingandreynolds.com

Совет! Чтобы окончательно разобраться и решить, какой кабель лучше многожильный или одножильный, необходимо учесть условия его будущей эксплуатации. Если электропроводку не планируется перемещать или каким-либо образом воздействовать на нее, то выбор можно остановить на 1-жильном варианте. С другой стороны, для переносного оборудования или когда провод будет постоянно менять положение, предпочтение лучше отдать многожильной модификации.