Električni vodič

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Elektromagnetizam
VFPt Solenoid correct2.svg
Elektricitet · Magnetizam

Tvari sa labavo vezanim elektronima u vanjskim (obično nepotpunim) elektronskim ljuskama (putanjama), tzv. slobodnim elektronima, koji se mogu slobodno kretati kroz kristalnu rešetku nazivamo vodljivim materijalima. Električni vodiči su dakle materijali u kojima postoje slobodni nositelji električnog naboja, pa zbog toga dobro vode električnu struju.

Slobodni nositelji električnog naboja mogu se gibati pod utjecajem električnog polja koje u vodiču nastaje kada se na njega dovede električni napon, a usmjereno gibanje tih nositelja je pojava koja se zove električna struja.

Najčešći vodiči su metali, koji se međutim i međusobno znatno razlikuju po stupnju provodljivosti. Vodljivost je suprotan pojam od tzv. električne otpornosti, kojom se izražava stupanj otpornosti koju materijal pruža prolasku električne struje.

Specifična vodljivost tehničkih materijala[uredi VE | uredi]

T-vodljivost.jpg

Tabela i slika daju usporedbu specifičnih vodljivosti najčešće korištenih materijala u elektrici i elektronici, pri 20°C.

materijal spec.vodljivost
m/Ω
aluminij 25-34,5
bakar 56-57
cekas 0,89-1,03
konstantan 2
čelična žica 5,9
mesing 12,5-14
platina 10
srebro 61
ugljen oko 0,01
volfram 18,1
zlato 43,5
živa 1,04


Struju najbolje provodi srebro, a zatim bakar koji je međutim znatno jeftiniji. Kada nije bitan obujam, već samo cijena i masa vodiča, kao npr. kod dalekovoda, koristi se aluminij. Kako su pored vodljivosti često važna i neka kemijska ili mehanička svojstva vodiča koriste se i mnoge druge kovine i njihove slitine, npr. zlato, platina, cink, živa, mjed, bronca, čelik.

Dobru provodljivost imaju i neke otopine, no mehanizam prijenosa električnog naboja u otopinama (koje zovemo elektrolitima) bitno se razlikuje od mehanizma premještanja elektrona u čvrstim tvarima i može biti vrlo kompliciran.

Na kraju, postoje materije, koje mijenjaju vodljivost zavisno o raznim uvjetima, a među njima najpoznatiji su tzv. poluvodiči. To su posebne vrste materijala na bazi kemijskih elemenata silicija ili germanija, koji izraženo mijenjaju provodljivost zavisno o temperaturi i količini nečistoća.

Većina vodiča smanjuje vodljivost (teže dopušta kretanje elektrona) ako se zagrije na više temperature i obratno. Kod vrlo vrlo niskih temperatura, neki materijali postaju supervodljivi, tj. preskakanje elektrona s atoma na atom se dešava bez ikakvog otpora.

Postoje međutim i materijali koji se ponašaju obrnuto. Tako primjerice ugljenu raste vodljivost pri porastu temperature. Malo je poznato, da jedan od najboljih izolatora pri sobnoj temperaturi - staklo, postaje jako vodljivo kad se ugrije do temperature taljenja.

Puno su rjeđi materijali, koji u uobičajenim temperaturnim granicama gotovo nimalo ne mijenjaju vodljivost. Takav je primjerice tzv. konstantan. Takvi se koriste za posebne namjene u elektrici i elektronici, najčešće u kolima za automatsku regulaciju i temperaturnu stabilizaciju

Vodiči[uredi VE | uredi]

Razne vrste golih ili izoliranih žica i kabela za električne instalacije, trolejvodove i dr. Polažu se kao zračni vodovi (razapeti između nosećih elemenata ili stupova od kojih su izolirani raznim izvedbama izolatora), zatim za polaganje u zemlju, pod more, pod žbuku, u zaštitne cijevi, za rudarske namjene i dr.

Vodiči se u tehnici javljaju kao:

  • goli vodiči
    • trolejvodovi (za oduzimanje energije za pogon lokomotiva, tramvaja, dizalica i dr.) posebno oblikovanog, standardiziranog presjeka za pojedine namjene.
    • gola bakrena žica (za razvodne kutije, elektroničke uređaje, električne peći i sl.)


  • izolirani vodiči (kabeli)
    • lak-žica (lakom izolirana bakrena žica) za motanje manjih transformatora, zavojnica i sl.
    • kabeli s gumenom izolacijom (sa ili bez vanjskog zaštitnog opleta od pamuka, čelične žice ili trake, )
    • kabeli s PVC izolacijom (okrugli sa ili bez dodatne vanjske zaštitne obloge, plosnati za pod žbuku raznih izvedbi i dr.)
    • svilom izolirana žica za zavojnice i uređaje slabe struje
    • teške i oklopljene izvedbe za pogonske - radioničke uvjete


Također postoje posebne izvedbe sa nosećim užetom za vješanje na velikim rasponima, otporne na atmosferske uvjete, lake i ojačane izvedbe, mnogožične i finožične izvedbe (pletenica od tankih žica koje podnose vibracije i višestruko savijanja, npr. za automobile, perilice i sl.)

Posebne su izvedbe za viši i visoki napon.

Sve izvedbe, kao i sustav označavanja, dopuštena mehanička i strujna opteretivost, maksimalni provjes zračnih vodova i dr., standardizirani su.

Boje kod višežilnih izoliranih vodova[uredi VE | uredi]

  • Crni, smeđi i sivi vod – primjenjuju se za fazne vodove.
  • Svijetloplavi vod – primjenjuje se za neutralni vod, ako nema neutralnog voda može se koristiti za fazni vod.
  • Zeleno-žuti vod – primjenjuje se za vodove sa zaštitnom funkcijom (uzemljenje).

Strujna opteretivost vodiča[uredi VE | uredi]

Zavisi o vrsti provodnika, posebno o svojstvima izolacije i načinu polaganja, te osobito o površini presjeka vodiča. Izražava se kao dopuštena jakost struje po jedinici površine presjeka (A/mm2), a za konkretne presjeke kao dopuštena jakost struje u amperima (A) pri definiranoj temperaturi okoliša (0, 20 ili 40 °C).

Standardizirani su također i presjeci vodiča. Tabela daje površinu presjeka zavisno o promjeru za češće korištene presjeke u domaćinstvima i opteretivost (jednaka je nazivnoj struji osigurača kojim se strujni krug osigurava) za cijevne, oklopljene kabelske ili višežilne vodiče koji nisu položeni u cijevima, te višežilne savitljive priključne vodove pri 25°C  :

promjer [mm]: 0,98 1,13 1,38 1,78 2,26 2,76 3,57
presjek [mm2]: 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10
opteretivost [A]: -- 10 16 20 25 35 50

Detaljniji proračun instalacija u kome se uzimaju u obzir očekivane vrste trošila, temperature okoliša, rezerva za razvoj ili proširenje, vrste i načini polaganja vodova itd. Za svaku konkretnu instalaciju treba biti određen projektom elektroinstalacije, koga izrađuje ovlaštena projektna kuća ili instalaterska tvrtka. Projektom se definiraju i sve sigurnosne mjere (uzemljenja, sustav zaštitnih vodiča i dr.) na koje obvezuju standardi i tehnički propisi.

Poveznice[uredi VE | uredi]