materiál umožňující tok elektrického proudu From Wikipedia, the free encyclopedia
Elektrický vodič je látka schopná vedení elektrického proudu. Elektrický vodič musí obsahovat volné částice s elektrickým nábojem, nejčastěji elektrony, příp. kladné nebo záporné ionty. Lze také definovat jako látka s rezistivitou pohybující se mezi 10−6 a 10−8 Ωm.[1]
V elektrotechnice se slovem vodič také rozumí vodivý drát, kabel, pásek nebo lanko, které se použijí pro vodivé propojení součástek v elektrickém obvodu.
Podle mechanismu vedení elektrického proudu dělíme vodiče na 2 skupiny:
Schopnost vodiče vést elektrický proud vyjadřuje veličina elektrická vodivost, což je převrácená hodnota elektrického odporu. Jednotkovou vodivost látky (vodivost 1 m vodiče o průřezu 1 m²) udává veličina konduktivita látky, převrácenou hodnotou (jednotkový odpor vodiče) udává veličina rezistivita látky.
Vodivost G, resp. odpor R vodiče lze z jeho vlastností vypočítat podle vztahu , resp. , kde σ je konduktivita vodiče, ρ je rezistivita vodiče, S je obsah průřezu vodiče, l je délka vodiče.
Vodivost, resp. odpor vodičů závisí na teplotě. S rostoucí teplotou klesá vodivost, resp. stoupá odpor vodičů. To lze vysvětlit tepelným pohybem těch částic ve vodiči, které se neúčastní elektrického proudu, ale brání volným nabitým částicím v jejich pohybu.
Změnu odporu ΔR na teplotě popisuje vztah , kde R0 je počáteční odpor vodiče, α je teplotní součinitel odporu, Δt je rozdíl teplot.
Závislost vodivosti a odporu na teplotě odlišuje elektrické vodiče od polovodičů, u kterých je tato závislost opačná.
Při ochlazení některých látek na teplotu blízkou absolutní nule dojde k jevu nazývanému supravodivost, kdy odpor náhle poklesne na nulu. Takové látky se nazývají supravodiče.
Každý vodič se průchodem elektrického proudu zahřívá, elektrická energie se mění na teplo, které se nazývá Jouleovo teplo. Množství tepla Q se vypočte např. vztahem , kde R je odpor vodiče, t je čas, po který elektrický proud I protéká vodičem.
Aby se vodič příliš neohříval, neměla by hustota procházejícího proudu být vyšší než cca 4 A/mm2 (u mědi a hliníku).[2]
Dobré vodiče (s velkou vodivostí, resp. malým odporem) se zahřívají málo, nedochází k velkým ztrátám elektrické energie. Je vhodné je použít na výrobu přívodních vodičů a kabelů. Mezi dobré vodiče se řadí zpravidla: stříbro, měď, zlato a hliník.
V elektrotechnice se velmi často používá elektrotechnická (též elektrovodná) měď.
Závislost odporu na teplotě: RCu(θ) = RCu·(234,5+θ)/(234,5+20), kde θ je teplota ve °C.
Vodiče s malou vodivostí (velkým odporem) se zahřívají hodně, ve vodiči vzniká velké množství tepla. Takové vodiče se používají např. jako topné spirály v tepelných elektrických spotřebičích. Někdy se též označují jako odporové vodiče. Existují i další vodiče (uhlík, některé kovové slitiny), které se využívají v elektrotechnice jako součást kluzných kontaktů, přestože se vyznačují velkým odporem. Mezi takové vodiče patří např.: nikelin, konstantan či nichrom.
Látka | Složení | ρ [nΩ·m] (při 20 °C) | α [10 −3K−1] |
---|---|---|---|
Cín | Sn | 115 | 4,2 |
Hliník | Al | 28 | 4,9 |
Konstantan | 54 % Cu, 45 % Ni, 1 % Mn | 490 | −0,03 |
Měď | Cu | 18 | 6,8 |
Mosaz | 50–99 % Cu, Zn | 75 | 2–7 |
Nichrom | 78 % Ni, 20 % Cr, 2 % Mn | 1080 | 0,2 |
Nikelin | 67 % Cu, 30 % Ni, 3 % Mn | 400 | 0,11 |
Olovo | Pb | 207 | 4,2 |
Platina | Pt | 110 | 3,9 |
Stříbro | Ag | 17 | 3,8 |
Tantal | Ta | 155 | 3,8 |
Uhlík (grafit) | C | 330–1850 | −6 až 12 |
Wolfram | W | 50 | 4,1 |
Zlato | Au | 23,5 | 4 |
Železo | Fe | 98 | 6 |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.