К проводникам относятся металлы, сплавы и электротехнический уголь. Они подразделяются на материалы высокой проводимости (изготовление проводов, кабелей, обмоток электромашин и аппаратов);
металлы и сплавы высокого сопротивления (в электронагревательных приборах, реостатах, сопротивлениях и т. п.; материалы для изготовления контактов; электротехнический уголь.
Материалы высокой проводимости: медь, алюминий, их сплавы и сталь.
Медь — важнейший проводник. Ее достоинства: малое удельное сопротивление (уступает только серебру), равное примерно
0,0175 достаточные механическая прочность и стойкость к коррозии, хорошо обрабатывается, поддается пайке и сварке.
Из мягкой меди (ММ) изготовляют провода, обмотки электромашин, аппаратов и приборов Твердую медь (МТ) применяют для изготовления проводов линий электропередач, связи, троллейбусных проводов и т. п.
Сплавы меди с небольшим содержанием олова, кремния, фосфора бериллия, хрома, магния и других металлов получили название бронз. Они, помимо высокой электропроводности, имеют более высокую, чем медь, механическую прочность — до 80—105 кг!мм2 (медь 20—40 кг/мм2). Бронзу используют при изготовлении коллекторных машин, телефонных и контактных проводов к т. п.
Сплав меди с цинком называют латунью. Обладая высоким относительным удлинением при повышенной механической прочности, латунь хорошо штампуется, вытягивается. Ее применяют для изготовления токопроводящих (с низкой плотностью тока) и конструктивных деталей (обоймы щеткодержателей, контакты регулировочных реостатов, контактные шпильки и т. п.
Алюминий занимает второе место после меди, удельное сопротивление 0,0295, что в 1,68 раза больше, чем у меди; удельный вес в 3,3 раза меньше удельного веса меди.
Алюминий широко применяют для изготовления обмоток электромашин, трансформаторов, аппаратуры и для проводов линий электропередач.
Недостаток алюминия — низкая механическая прочность ь пределах 8—17 кг/мм2.
Сталь как проводник мало распространена. Удельное сопротивление 0,1—0,14. Она быстро окисляется. Сталь нашла не которое применение в слабонагруженных линиях электропередач сельскохозяйственного назначения, широко в качестве заземляющих проводов, станционных шин, временных нагрузочных реостатов и т. п.
Обмоточные провода — изолированные, для обмоток электромашин, аппаратов и приборов. Относятся к кабельным изделиям, круглого или прямоугольного сечения, изоляция проводов из волокнистых материалов (пряжи) в виде слоя электроизоляционного лака, нанесенного на поверхность провода или комбинированная — слой эмали и поверх него волокнистая изоляция, защищающая эмаль от механических повреждений.
Различают обмоточные провода следующих марок:
ПБО — провод с одним слоем хлопчатобумажной изоляции, с незначительной механической и электрической прочностью. Применяют для низковольтных обмоток возбуждения электромашин и катушек.
ПБД (ПКД) — провод с двумя слоями хлопчатобумажной изоляции (капроновой). Широко распространен при ремонте обмоток трансформаторов, статоров и якорей электромашин. ч
Изоляция провода значительной толщины, что мешает лучшему использованию мощности машины или аппарата. Поэтому при ремонте необходимо избегать применения проводов ПБД, заменяя их проводами с эмалевой изоляцией.
ПБОО — провод с хлопчатобумажной изоляцией в один слой (по типу ПБО) с наложением поверх него оплетки (чулок из хлопчатобумажной пряжи), придающий изоляции особо высокую механическую прочность.
ПШО и ПШД — провода, аналогичные ПБО и ПБД, но с шелковой изоляцией.
ПБ — провод, изолированный несколькими слоями кабельной или телефонной бумаги, применяют при изготовлении и ремонте обмоток силовых масляных трансформаторов. Иногда провод ПБ усиливают слоем несплошной изоляции из хлопчатобумажной пряжи, после чего он приобретает марку ПББО.
ПЭЛ — эмаль-проволока бензо-лакостойкая. Применяют при изготовлении и ремонте катушек измерительных приборов и редко обмоток электромашин.
ПЭЛБО, ПЭЛШО, ПЭЛБД — провода с эмалевой изоляцией, поверх которой нанесена хлопчатобумажная или шелковая ткань в один или два слоя (ПЭЛБД). Провода применяют при изготовлении обмоток.
ПЭВ и ПЭМ — новые марки проводов с эмалевой изоляцией типа винифлекс и метальвин. Они относятся к высокопрочным проводам с эмалевой изоляцией (число слоев эмали обозначается цифрой после марки, например ПЭВ2, что означает два слоя изоляции). Провода ПЭВ и ПЭМ с успехом заменяют провода ПБД и ПЭЛБО. За счет очень тонкой толщины изоляции провода удается повысить мощность электромашин не менее чем на 20 °.
ПЭТК — провод с эмалевой изоляцией на основе кремнийорганических лаков, обладает высокой нагревостойкостью. Его применяют для обмоток электромашин, работающих в тяжелых условиях.
В последнее время широко используют алюминиевые обмоточные провода. Они имеют в обозначении дополнительную букву А, например, ПЭВА — провод с эмалевой высокопрочной изоляцией типа винифлекс, алюминиевый. Пониженная механическая прочность алюминиевых проводов требует при ремонте особенно тщательного бандажирования лобовых частей обмоток.
Низкая механическая прочность алюминиевого провода не позволяет восстанавливать его изоляцию.
Реостатные сплавы.
Обычно представляют сплавы на основе меди или железа: ферроникель, чугун и др. Реостатные сплавы имеют высокие удельные сопротивления — 0,83 (ферроникель),
0,7 (чугун) —— и максимальную рабочую температуру
400—600° С (673—873 К). Иногда для реостатов используют
сплав хром-фехраль, его удельное сопротивление 1,2—1,4 — мм
рабочая температура 950° С (1023 К).
Указанные сплавы применяют при изготовлении нагрузочных и регулировочных реостатов.
Магнитные материалы делят на две группы:
магнитно-мягкие, магнитно-жесткие или магнитно-твердые.
Магнитно-мягкие — материалы с большой магнитной проницаемостью и малыми потерями энергии на перемагничивание. Основной представитель магнитно-мягких материалов — электротехническая сталь.
В составе листовой электротехнической стали присадка кремния, что повышает ее удельное электрическое сопротивление и уменьшает потери на вихревые токи.
Эта сталь имеет много марок: Э11, Э12 Э21, Э31, 542, 343, Э310, Э320, ЭЗЗО, Э34, Э340, Э44, Э45, 346, Э47, 348 и др.
Буква Э означает электротехническая, первые цифры 1, 2, 3 и 4 означают степень легированности, то есть примерное содержание кремния; вторые цифры 1, 2, 3 означают нормальные (1), пониженные (2) и низкие (3) удельные потери при частоте 50 гЦ; цифры 4 — нормальные удельные потери при частоте 400 гЦ; цифры 5 и 6 означают нормальную (5) и повышенную (6) магнитную проницаемость в слабых магнитных полях (менее С,01 а/см); 7 и 8 — нормальную (7) и повышенную (8) магнитную проницаемость в сильных полях (от 0,1 до 1 а/см).
Обозначение 0 означает холоднокатаную сталь высокой проницаемости.
Сталь Э1 называют дикамной, ее применяют при изготовлении якорей и полюсов машин постоянного тока; Э2 и ЭЗ называют среднелегированными сталями и применяют для изготовления сердечников машин переменного тока, а сталь Э4 называют сильно легированной или трансформаторной, она идет на изготовление магнитопроводов трансформаторов.
Электротехническую сталь изготовляют в виде листов толщиной 1; 0,5; 0,35 мм.
Особое место занимает холоднокатаная сталь. Она имеет высокие свойства. Удельные потери в этой стали в 1,5 раза меньше, чем у высоколегированной трансформаторной стали лучших сортов. У нее в 2—4 раза выше магнитная проницаемость, в 2 раза меньше коэрцитивная сила. Применение текстурованной холоднокатаной стали в средних и мощных трансформаторах позволяет уменьшить вес и габариты трансформаторов на 20—25%, а в радиотрансформаторах — на 40%.
Однако необходимо учитывать заметно выраженную анизотропию холоднокатаной стали ее магнитные свойства вдоль прокатки лучше, чем поперек. Поэтому необходимо шихтовать магнитопроводы так, чтобы на всем пути прохождения магнитного потока его направление совпадало с направлением прокатки.
