Enesekontrolliks

1.Milliseid metalle kasutatakse juhtmematerjalina?

•    Elektrijuhtideks nimetatakse neid elektri-materjale, mille eritakistus on 105 - 108 Ωm.
 Juhtideks võivad olla tahked materjalid, vedelikud (vesi, elektrolüüdid) ja teatud olekus ka gaasid (plasma). Tehnikas kasu¬tatakse elektrijuhtidena metalle ja sulameid.
Juhid liigitatakse tavaliselt kahte liiki: suure erijuhtivusega elektrijuhid ja suure eritakistusega elektrijuhid.
Põhilised elektrijuhte iseloomustavad suurused on eritakistus ρ või selle pöördväärtus - erijuhtivus γ, eritakistuse temperatuuritegur α, sulamistemperatuur, tihedus, mehaaniline tugevus ja suhteline pikene¬mine tõmbel.

•    Elektrijuhte  kasutatakse traadi, lattide kujul.
Esimest liiki juhte kasutatakse peamiselt õhuliini juhtmete ja trafode ning elektrimasinate mähiste valmistamisel. Siia kuuluvad eelkõige vask ja alumiinium, raud ja elektroonikas  hõbe (parim elektrijuht), kuld, plaatina (pinnetena).
Teist liiki juhte käsutatakse enamasti reostaatide, täppistakistite, elektriküttekehade, hõõglampide jne. valmistamisel. Tuntumad seda liiki on sulamid manganiin, konstantaan ja nikroom.

2. Milliseid metalle ja mis kujul kasutatakse kontaktimaterjalina?

•    Elektriahelates kasutatkse lülitits operatiivselt ühendavaid ja lahutavaid - kommuteerivaid ning liugkontakte. Kontaktid on lülitusaparaatide kõige vastutusrikkamad sõlmed, mistõttu neile esitatakse ka mitmeid erinõudeid, millest olulisemad on hea elektrijuhtivus, küllaldane kõvadus, kõrge sulamistemperatuur, vastupidavus elektrisädemele ja -kaarele ning korrosioonile. Hea korrosioonikindlusega on väärismetallid - kuld, hõbe, plaatina, kuid nad on kallid ja pehmed, mistõttu puhtalt käsutatakse neid ainult erijuhtudel ja elektroonikas. Levinud on väärismetallide, eelkõige hõbeda sulamid.

•    Volfram leiab käsutamist liikurmasinate süütesüsteemides katkestite kontaktidena, impulsskontaktidena, kaarekustutus-kontaktidena jne.Volframit käsutatakse kontaktimaterjalina mitmesuguste sulamite (hõbedaga, vasega) ning pulbermetallurgiameetodil  toodetud paagutatud materjalidest kontaktide koosseisus.

•    Liugkontaktid moodustavad kommuteerivate kontaktide eriliigi. Nende materjalid peavad olema väikese hõõrdeteguriga ja kulumiskindlad. Kõige otstarbekamaks paariks on osutunud metall-grafiit (süsi) ja polümeeris söe kompaundid. Taoline kontakt esineb näiteks elektrimasinate kontaktrõngaste ja kommutaatorite ning harjade vahel. Liikurmasinate kontaktvõrgust toite saamiseks kasutatakse liugkondaktiks nn.metall-grafiitharju,  kus grafiidile on lisatud materjali kulumiskindluse parandamiseks vase, pronksi jt. erisulamitele volframkarbidi ja hõbeda metallipulbrit.

3. Nimetage tuntumaid suure eritakistusega juhtmematerjale, nende sulamite koostist (4) ja millistes seadmetes neid kasutatakse?

•    Nende juhtmematerjalide eritakistus ületab 0,3 Ωm ja leiavad kasutamist takistite, reostaatide, küttekehade jne. valmistamisel. Iseloomustav on neile takistuse väike temperatuuritegur.

•    Manganiinid sisaldavad vaske, niklit, mangaani,  sulamistemperatuur +960 °C. Manganiini kasutatakse täppistakistite valmistamiseks.
Konstantaanid sisaldavad vaske, niklit, mangaani, mõningatel sortidel ka vähesel määral koobaltit, sulamistemperatuur +1260 °C. Käsutatakse reostaatide, küttekehade (kuni +500 °C) ja termopaaride valmistamiseks.
Nikroomid (kroomniklid) on sulamid, mis sisaldavad niklit, kroomi, mangaani , vähesel määral titaani, alumiiniumi, vaske ülejäänu on raud. Lubatud töötemperatuur + 950... + 1200 °C.
Kromaalid (kroomalumiiniumid) on takistussulamid, mis sisaldavad kroomi, alumiiniumi, koobaltit, mõnedel markidel alla 1% niklit ja mangaani, ülejäänu on raud. Maksimaalne töötemperatuur +900... +1300 °C. Suurema rauasisaldusega selletüübilisi sulameid nimetatakse ka fekraalideks (ferrum, kroom, alumiinium). Võrreldes nikroomidega on kromaalid halvemini töödeldavad ning neist ei saa valmistada peenikesi traate. Käsutatakse kõrgtemperatuuriliste tööstusahjudes, majapidamisriistades jne.
Takistusmaterjalid räni alusel sisaldavad räni, kroomi,  ülejäänu on nikkel või raud. Eritakistus kõigub sõltuvalt koostisest suurtes piirides

4. Millised on vase, alumiiniumi, tsingi, nikli,raua, plii, tina, volframi ja hõbeda, kulla, plaatina, molübdeen  kasutusalad ning kasutusviis  ehedal kujul elektritehnikas?

 Vask juhtmematerjalina võib olla kahesuguse töötlusega. Külmtöötlusel saadakse nn. kõva vask, millel on  pisut suurem eritakistus. Kõva vaske käsutatakse õhuliinijuhtmete, elektrimasinate kommutaatori lamellide jne. valmistamisel. Lõõmutamisel saadakse pehme vask. Pehmet vaske käsutatakse elektrimasinate ja apa¬raatide mähisteks, kaablisoonteks jne.
 
Alumiiniumi käsutatakse eelkõige juhtmete, mähiste ja kaablisoonte valmistamisel ja liigitatakse kõvaks ja pehmeks alumiiniumiks. Elektrijuhtmetena käsutatav tehniline alumiinium sisaldab kuni 0,5% rauda, olles tegelikult alumiiniumi-rauasulam.

 Õhuhapnikuga kokku puutudes oksüdeerub alumiinium intensiivselt, tekitades suure elektritakistusega oksiidi kihi, võib esineda ka galvaaniline korrosioon, seetõttu on alumiiniumjuhtmete ühendamisel teisest metallist juhtmetega vaja käsutada spetsiaalseid ülejootmist. Alumiiniumi jootmisel tuleb käsutada spetsiaalseid räbusteid või ultrahelitõlvikuid, mis lagundavad alumiiniumi pinnale tekkiva oksiidikihi. Kõrge puhtusastmega alumiinium (99,5% Al ja enam) on väikese tugevusega ja teda käsutatakse peamiselt keemia- ja toiduainetetöös¬tuses mahutite ja torustike valmistamiseks.
Tsinki käsutatakse elektroodimaterjalina keemilistes vooluallikates, koostisosana mõnedes juhtmematerjalides (valgevask), sulavkaitsmetes sularitena ja korrosioonivastase kaitsekattena.
Nikkel leiab rakendamist akude elektroodides, dekoratiivkaitsekatetes ja lisandina juhtme- ja magnetsulamite koosseisus.

Raud ja raua alusel sulamid – terased leiavad oma suhteliselt suure eritakistuse ja (vahelduvvoolu korral) ka induktiivtakistuse tõttu juhtmematerjalina vähe käsutamist. Kuid oma suure tugevuse tõttu (terastel tõmbetugevus kuni 1500 N/mm2) rakendatakse terast tugevdusena alumiiniumjuhtmete südamikus, saades nõnda terasalumiiniumjuhtme. Elektriraudteel, metroos ja trammiliinidel on terasrööpad ühtlasi ka voolujuhid. Rauda käsutatakse ka elektroodimaterjalina keemilistes vooluallikates (raudnikkelakud).

Plii (Pb) on pehme, plastiline, väikese poorsusega metall. Tema pealispind oksüdeerub kiiresti, kuid tekkiv oksiidikiht kaitseb edasise korrosiooni eest. Pliid käsutatakse kaitsekestade, kiirgus-kaitsekraanide, keemiliste vooluallikate elektroodide tootmisel ja joodiste koostisosana jne. Plii ja paljud tema ühendid on mürgised.

Tina(Sn) on õhus aeglaselt tumenev, hõbevalge, pehme metall. Hea korrosiooni kindluse Kuulub ka paljude joodiste, samuti sulamite (pronksi), laagrimaterjalide jne. koosseisu. Tuleb vältida tina hoidmist madalatel temperatuuridel, alla -13,2 °C hakkab tina muutuma nn. halliks tinaks, millele kaasneb mahu suurenemine ja pulbriks muutumine (tinakatk).
Volfram on helehall, kõva, suure tiheduse ja kõrge sulamistemperatuuriga metall; keemiliselt väheaktiivne, talle mõjub ainult lämmastikhape. Maakoores leidub teda 0,0001%. Wolframit käsutatakse terase legeerimiseks, hõõg- ja kütteniitide ning kontaktide valmistamiseks.
Hõbe on valge läikiv metall väga hea peegeldusvõime, soojus- ja elektrijuhtivusega. Hõbedaioonidel on baktereid hävitav toime. Tugevuspiir on kuni 200 MPa, kuid defitsiitsuse tõttu käsutatakse juhtmematerjalina harva. Puhtalt käsutatakse teda väikse¬mates kontaktides ning on mitmete metallokeraamiliste kontaktide põhiline koostisosa.
Dielektriku pinnale kantuna võib olla kondensaatorite elektroodideks. Käsutatakse ka suhteliselt suure mahtuvusega keemiliste vooluallikate elektroodidena (hõbe-tsinkakumulaatorid).
Kuld on kollane metall, väga vastupidav korrosioonile, elektrotehnikas käsutatakse eriti vastutusrikaste kontaktide korrosioonikindlate katete, fotoelementide jne. valmistamiseks.

Plaatina on hallikasvalge, läikiv, keemiliselt vastupidav metall. Ta on hästi töödeldav. Elektrotehnikas valmistatakse plaatinast kõrgtemperatuurilisi (kuni 1500 °C) termopaare ja takistustermomeetreid

Molübdeen on hõbehall metall. Terase legeerimisel suurendab selle tugevust ja kõvadust. Käsutatakse elektrilampides ja elektronseadmeis, samuti kontaktide materjalina.

Licensed under the Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike 3.0 License