{"id":51,"date":"2022-10-29T12:07:44","date_gmt":"2022-10-29T12:07:44","guid":{"rendered":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/?post_type=chapter&#038;p=51"},"modified":"2022-11-06T21:31:23","modified_gmt":"2022-11-06T21:31:23","slug":"2-wyznaczanie-konduktywnosci-materialow-przewodowych","status":"publish","type":"chapter","link":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/chapter\/2-wyznaczanie-konduktywnosci-materialow-przewodowych\/","title":{"raw":"2. Wyznaczanie konduktywno\u015bci materia\u0142\u00f3w przewodowych","rendered":"2. Wyznaczanie konduktywno\u015bci materia\u0142\u00f3w przewodowych"},"content":{"raw":"<p style=\"text-align: justify\"><strong>1.\u00a0\u00a0\u00a0 <\/strong><strong>Wprowadzenie<\/strong><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Materia\u0142y stykowe s\u0105 specyficznym rodzajem materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych, opr\u00f3cz dobrych w\u0142asno\u015bci elektrycznych musz\u0105 tak\u017ce wykazywa\u0107 dobre w\u0142asno\u015bci mechaniczne i termiczne. W\u00a0materia\u0142ach tych przewodnictwo ma charakter czysto elektronowy i wyra\u017ca si\u0119 zale\u017cno\u015bci\u0105:<\/p>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex size=2]\\gamma = n\\cdot e\\cdot k \\\u00a0 \\left [ \\frac{S}{m} \\right ] = \\left [ \\frac{1}{\\Omega m} \\right ] [\/latex], \u00a0\u00a0\u00a0 (1)<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">gdzie:<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">n \u2013 koncentracja elektron\u00f3w w materiale [m<sup>-3<\/sup>],<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">e \u2013 \u0142adunek elektron\u00f3w [C],<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">k \u2013 ruchliwo\u015b\u0107 elektron\u00f3w w materiale [latex size=2] \\left [\\frac{m^{2}}{V s} \\right ] [\/latex].<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Do materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych nale\u017c\u0105 metale i ich stopy. Warto\u015b\u0107 przewodno\u015bci tych materia\u0142\u00f3w jest uzale\u017cniona od kilku czynnik\u00f3w, a mianowicie:<\/p>\r\n<p style=\"padding-left: 40px\">a) rodzaju materia\u0142u i jego budowy,<\/p>\r\n<p style=\"padding-left: 40px\">b) czysto\u015bci materia\u0142u, czyli zawarto\u015bci obcych domieszek,<\/p>\r\n<p style=\"padding-left: 40px\">c) obr\u00f3bki mechanicznej na zimno,<\/p>\r\n<p style=\"padding-left: 40px\">d) temperatury.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">We wzorze (1) zale\u017cnie od rodzaju materia\u0142u (przyczyna a), i w pewnym stopniu na skutek obecno\u015bci domieszek (przyczyna b) zmienia si\u0119 koncentracja elektron\u00f3w (n), zar\u00f3wno domieszki (przyczyna b), obr\u00f3bka mechaniczna na zimno (przyczyna c) i wzrost temperatury (przyczyna d) wp\u0142ywaj\u0105 na zmniejszenie ruchliwo\u015bci elektron\u00f3w (k), czyli na uzyskiwan\u0105 skierowan\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 przemieszczania si\u0119 elektron\u00f3w, przypadaj\u0105c\u0105 na 1 kV przy\u0142o\u017conego napi\u0119cia. W sumie obecno\u015b\u0107 domieszek, obr\u00f3bka na zimno i wzrost temperatury powoduj\u0105 pogorszenie konduktywno\u015bci materia\u0142u.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>2. Podzia\u0142 i charakterystyka og\u00f3lna<\/strong><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Materia\u0142y przewodz\u0105ce mo\u017cna podzieli\u0107 z punktu widzenia zastosowania na:<\/p>\r\n\r\n<ul style=\"text-align: justify\">\r\n \t<li>przewodowe,<\/li>\r\n \t<li>oporowe,<\/li>\r\n \t<li>stykowe.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Ze wzgl\u0119du na r\u00f3\u017cne w\u0142asno\u015bci tych 3 grup materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych, wymagaj\u0105 one oddzielnego om\u00f3wienia.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"text-decoration: underline\">2.1. Charakterystyka og\u00f3lna materia\u0142\u00f3w przewodowych<\/span><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Podstawowe wymagania dla materia\u0142\u00f3w przewodowych to:<\/p>\r\n\r\n<ul style=\"text-align: justify\">\r\n \t<li>wysoka warto\u015b\u0107 przewodnictwa elektrycznego, co pozwala na uzyskiwanie, przy danym przekroju przewod\u00f3w, mo\u017cliwie ma\u0142ych spadk\u00f3w napi\u0119cia i start energii w czasie d\u0142ugotrwa\u0142ego przep\u0142ywu przez przew\u00f3d pr\u0105du elektrycznego,<\/li>\r\n \t<li>wysoka warto\u015b\u0107 wytrzyma\u0142o\u015bci mechanicznej, szczeg\u00f3lnie na rozci\u0105ganie i zginanie, dla sprostania warunkom wyst\u0119puj\u0105cym w eksploatacji (np. naci\u0105g przewod\u00f3w napowietrznych, oddzia\u0142ywanie si\u0142 elektrodynamicznych miedzy szynami w rozdzielni itp.),<\/li>\r\n \t<li>niezmienno\u015b\u0107 w czasie w\u0142asno\u015bci elektrycznych i mechanicznych pod wp\u0142ywem warunk\u00f3w \u015brodowiskowych (np. utlenianie, zmiany temperatury, niszcz\u0105ce dzia\u0142anie siarki itp.),<\/li>\r\n \t<li>mo\u017cliwe niska cena materia\u0142\u00f3w przewodowych ze wzgl\u0119du na ich masowe zastosowanie w elektrotechnice.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Wymagania te spe\u0142niaj\u0105 przede wszystkim dwa czyste metale: mied\u017a i aluminium oraz niekt\u00f3re stopy miedzi i aluminium z innymi metalami jak: mosi\u0105dze, br\u0105zy, aldrey, silumin oraz duraluminium. Wymienione wy\u017cej wymagania spe\u0142niaj\u0105 cz\u0119\u015bciowo r\u00f3wnie\u017c srebro i \u017celazo.<\/p>\r\n<strong>3. W\u0142asno\u015bci, technologia i zastosowania materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych<\/strong>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Kilka podstawowych w\u0142asno\u015bci niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w przewodowych zestawiono w tablicy \/1\/. Dalej om\u00f3wiono ich zastosowanie, a dla najwa\u017cniejszych z tych materia\u0142\u00f3w podano w skr\u00f3cie technologi\u0119 wytwarzania wyrob\u00f3w elektrotechnicznych.<\/p>\r\n\r\n\r\n[caption id=\"attachment_54\" align=\"aligncenter\" width=\"1025\"]<img src=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-300x203.png\" alt=\"\" width=\"1025\" height=\"693\" class=\"wp-image-54\" \/> Podstawowe w\u0142asno\u015bci niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w przewodowych[\/caption]\r\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>SREBRO: <\/strong>Wymienione na pocz\u0105tku tabeli srebro, mimo najwy\u017cszej warto\u015bci konduktywno\u015bci, nie nadaje si\u0119, ze wzgl\u0119du na cen\u0119 i ograniczone zasoby do masowego stosowania jako materia\u0142 przewodowy. Znajduje ono zastosowanie jedynie jako materia\u0142 na druciki topikowe w\u00a0bezpiecznikach wysokiego napi\u0119cia, oraz s\u0142u\u017cy do pokrywania powierzchniowego niekt\u00f3rych element\u00f3w miedzianych.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>MIED\u0179: <\/strong>Najpowszechniejszym ze stosowanych materia\u0142\u00f3w przewodowych jest niew\u0105tpliwie mied\u017a. Odznacza si\u0119 du\u017c\u0105 konduktywno\u015bci\u0105, dobr\u0105 wytrzyma\u0142o\u015bci\u0105 mechaniczn\u0105, a\u00a0dzi\u0119ki wielkiej ci\u0105gliwo\u00ad\u015bci znakomicie nadaje si\u0119 do obr\u00f3bki plastycznej. Ponadto przewody miedziane daj\u0105 si\u0119 \u0142atwo \u0142\u0105czy\u0107 na drodze lutowania. Mied\u017a wykazuje na og\u00f3\u0142 dobr\u0105 odporno\u015b\u0107 na warunki atmosferyczne. Natomiast do wad miedzi nale\u017c\u0105, trudno\u015b\u0107 obr\u00f3bki skrawaniem, z\u0142e w\u0142asno\u015bci odlewnicze, sk\u0142onno\u015b\u0107 do korozji w\u00a0obecno\u015bci siarki i jej zwi\u0105zk\u00f3w oraz stosunkowo wysoka cena. Przy zastosowaniu stop\u00f3w miedzi z innymi pierwiastkami uzyskujemy, kosztem zmniejszenia przewodno\u015bci elektrycznej, inne cechy takie jak:<\/p>\r\n\r\n<ul style=\"text-align: justify\">\r\n \t<li>podatno\u015b\u0107 na obr\u00f3bk\u0119 skrawaniem, na t\u0142oczenie lub odlewanie gdy mied\u017a \u0142\u0105czymy z\u00a0cynkiem (mosi\u0105dz) lub z innymi metalami (br\u0105z telurowy lub aluminiowy),<\/li>\r\n \t<li>odporno\u015b\u0107 na \u015bcieranie (br\u0105z kadmowy),<\/li>\r\n \t<li>du\u017c\u0105 twardo\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 mechaniczn\u0105 (br\u0105z berylowy),<\/li>\r\n \t<li>du\u017c\u0105 spr\u0119\u017cysto\u015b\u0107 (br\u0105z krzemowy),<\/li>\r\n \t<li>ma\u0142y wsp\u00f3\u0142czynnik tarcia (br\u0105z fosforowy).<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Surowce s\u0142u\u017c\u0105ce do wytwarzania wyrob\u00f3w miedzianych to mied\u017a elektrolityczna (99,9% Cu) otrzymywana przez elektroliz\u0119 miedzi hutniczej lub te\u017c lepiej tzw. mied\u017a beztlenowa (99,95% Cu), otrzymywana drog\u0105 specjalnego przetopu miedzi elektrolitycznej. Dla uzyskania \u017c\u0105danego kszta\u0142tu wyrobu stosuje si\u0119 obr\u00f3bk\u0119 plastyczn\u0105 na gor\u0105co (np. walcowanie blach miedzianych), a przede wszystkim obr\u00f3bk\u0119 plastyczn\u0105 na zimno (np. walcowanie na zimno, przeci\u0105ganie przez kalibrowane otwory, wyt\u0142aczanie). Otrzymuje si\u0119 w ten spos\u00f3b druty, pr\u0119ty, folie, blachy p\u0142askowniki itp. Ze wzgl\u0119du na utwardzenie produktu przez zgniot przy obr\u00f3bce plastycznej stosuje si\u0119, w zale\u017cno\u015bci od potrzeby, wy\u017carzanie, otrzymuj\u0105c materia\u0142 p\u00f3\u0142twardy lub mi\u0119kki. Z miedzi wykonuje si\u0119 przede wszystkim druty nawojowe do silnik\u00f3w, generator\u00f3w, d\u0142awik\u00f3w i cewek elektromagnes\u00f3w. Ponadto z miedzi wykonuje si\u0119 przewody instalacyjne gi\u0119tkie (linki) do odbiornik\u00f3w przeno\u015bnych oraz przewody sztywne (druty) do instalacji niskiego napi\u0119cia. W postaci blach, p\u0142askownik\u00f3w i pr\u0119t\u00f3w wykonuje si\u0119 elementy aparat\u00f3w elektrycznych i rozdzielnic. Mosi\u0105dze i br\u0105zy u\u017cywa si\u0119 na cz\u0119\u015bci przewodz\u0105ce urz\u0105dze\u0144 i aparat\u00f3w elektrycznych wysokiego napi\u0119cia, wymagaj\u0105cych specjalnych w\u0142asno\u015bci, kt\u00f3rych nie mo\u017ce zapewni\u0107 czysta mied\u017a.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>ALUMINIUM:<\/strong> Drugim po miedzi, powszechnie stosowanym materia\u0142em przewodowym jest aluminium. Ma ono wprawdzie oko\u0142o 1,5-raza mniejsz\u0105 konduktywno\u015b\u0107 w odniesieniu do miedzi, co zmusza do stosowania wi\u0119kszych przekroj\u00f3w dla przepuszczenia tej samej warto\u015bci pr\u0105du, jednak\u017ce dzi\u0119ki oko\u0142o 3 razy mniejszemu ci\u0119\u017carowi w\u0142a\u015bciwemu aluminium w stosunku do miedzi, uzyskuje si\u0119 i tak mniejszy ci\u0119\u017car przewod\u00f3w. Pod wzgl\u0119dem wytrzyma\u0142o\u015bci mechanicznej w normalnych warunkach aluminium jest oko\u0142o 2-krotnie s\u0142absze od miedzi, przy tym \u2013 ze wzgl\u0119du na stosunkowo nisk\u0105 temperatur\u0119 topnienia (675\u00baC) wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 ta jest wyra\u017anie zale\u017cna od temperatury pracy. Aluminium jest metalem plastycznym i ci\u0105gliwym, w zwi\u0105zku z tym pod wp\u0142ywem niezbyt du\u017cych, ale d\u0142ugotrwa\u0142ych obci\u0105\u017ce\u0144 wykazuje niekorzystne zjawisko \u201ep\u0142yni\u0119cia\u201d. Wobec szybkiego pokrywania si\u0119 \u015bcis\u0142\u0105 i nieprzewodz\u0105c\u0105 warstw\u0105 tlenku glinu Al2O3 jest to metal bardzo odporny na korozj\u0119 pod wp\u0142ywem wielu zwi\u0105zk\u00f3w chemicznych (r\u00f3wnie\u017c siarki). W odniesieniu do czystej postaci stopy aluminium, podobnie jak miedzi, odznaczaj\u0105 si\u0119 lepszymi w\u0142a\u015bciwo\u015bciami mechanicznymi i technologicznymi przy nieco gorszych w\u0142asno\u015bciach elektrycznych. Stop aluminium z magnezem i krzemem (ALDREY) ma oko\u0142o 2,5-raza wy\u017csz\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na rozci\u0105ganie od aluminium i nadaje si\u0119 bardzo dobrze na przewody napowietrzne. Stop Aluminium z krzemem (SILUMIN) jest wykorzystywany do odlewania niekt\u00f3rych element\u00f3w aparat\u00f3w elektrycznych. Do wykonywania wyrob\u00f3w z aluminium stosuje si\u0119 aluminium hutnicze. Technologia produkcji tych wyrob\u00f3w jest podobna do technologii wyrob\u00f3w miedzianych, z tym \u017ce stosuje si\u0119 tu prawie wy\u0142\u0105cznie obr\u00f3bk\u0119 plastyczn\u0105 na zimno, poniewa\u017c aluminium jest znacznie bardziej ci\u0105gliwe i daje si\u0119 walcowa\u0107 na folie a\u017c do grubo\u015bci 5mm. Mo\u017cna tu te\u017c zastosowa\u0107 technologi\u0119 odlewania, jednak\u017ce w\u00f3wczas nale\u017cy liczy\u0107 si\u0119 z pogorszeniem w\u0142asno\u015bci elektrycznych. Podstawowym przedmiotem zastosowania aluminium s\u0105 przewody linii napowietrznych, gdzie w zale\u017cno\u015bci od wymaganej wytrzyma\u0142o\u015bci mechanicznej u\u017cywa si\u0119 linek z aldreyu, lub linek aluminiowo-stalowych, gdzie linka stalowa stanowi rdze\u0144, opleciony drutami z aluminium. Powszechnie z aluminium wyrabia si\u0119 \u017cy\u0142y kabli ziemnych, po\u0142\u0105czenia szynowe w rozdzielniach, a w postaci folii, ok\u0142adziny kondensa\u00adtor\u00f3w, a tak\u017ce uzwojenia klatkowe silnik\u00f3w asynchronicznych. Zaniechano stosowania aluminium na przewody instalacji domowych ze wzgl\u0119du na ich du\u017c\u0105 awaryjno\u015b\u0107.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>STAL:<\/strong> Jak wida\u0107 z tablicy 1, najgorsz\u0105 konduktywno\u015b\u0107 z wymienionych metali posiada stal. Jednak\u017ce stal mo\u017ce by\u0107 stosowana w przypadku przep\u0142ywu bardzo ma\u0142ych pr\u0105d\u00f3w d\u0142ugotrwa\u0142ych lub du\u017cych pr\u0105d\u00f3w kr\u00f3tkotrwa\u0142ych. W ka\u017cdym przypadku stal wymaga ochrony antykorozyjnej poprzez na\u0142o\u017cenie odpowiednich pow\u0142ok. Stal stosowana w elektrotechnice na cz\u0119\u015bci przewodz\u0105ce jest zwyk\u0142a stal\u0105 hutnicz\u0105, zabezpieczon\u0105 przed korozj\u0105 poprzez ocynkowanie na gor\u0105co. Stal znajduje zastosowanie na przewody odgromowe, uziomy, rdzenie przewod\u00f3w stalowo-aluminiowych, no\u017ce uziemnik\u00f3w, przewody jezdne stalowo-aluminiowe.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"font-size: 1em\"><strong>4.<\/strong> <\/span><strong style=\"font-size: 1em\">Program bada\u0144<\/strong><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Celem \u0107wiczenia jest wyznaczenie konduktywno\u015bci materia\u0142\u00f3w przewodowych.<\/strong><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Konduktywno\u015bci\u0105 \u03b3 nazywamy wielko\u015b\u0107 s\u0142u\u017c\u0105c\u0105 do oceny w\u0142asno\u015bci przewodnik\u00f3w. Jest to przewodno\u015b\u0107 odcinka przewodnika o przekroju jednostkowym s i d\u0142ugo\u015bci jednostkowej <em>l.<\/em><\/p>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex size =2]\\gamma =\\frac{l}{R\\cdot s} \\ \\left [ \\frac{S}{m} \\right ] = \\left [ \\frac{m}{\\Omega \\cdot mm^{2}} \\right ][\/latex]<\/p>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex size =2][S] = \\left [ \\frac{1}{\\Omega } \\right ][\/latex] \u2013 Siemens<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Z poj\u0119cia konduktywno\u015bci korzysta si\u0119 przy charakteryzowaniu materia\u0142\u00f3w przewodowych, do okre\u015blenia w\u0142asno\u015bci materia\u0142\u00f3w oporowych i elektroizolacyjnych wygodniej jest u\u017cywa\u0107 poj\u0119cia rezystywno\u015bci \u03c1.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex size =2]\\rho =\\frac{l}{\\gamma} \\ [\\Omega \\cdot m] = \\left [ \\frac{\\Omega \\cdot mm^{2}}{m} \\right ][\/latex]<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Drugim parametrem charakteryzuj\u0105cym dielektryki, materia\u0142y oporowe i przewodniki jest temperaturowy wsp\u00f3\u0142czynnik rezystancji \u03b1. Jest to wzgl\u0119dna zmiana rezystancji przy zmianie temperatury o 1\u00ba.<\/p>\r\n<strong>5. Opis bada\u0144<\/strong>\r\n\r\n<span style=\"text-decoration: underline\">5.1. Wyznaczenie konduktywno\u015bci materia\u0142\u00f3w przewodowych<\/span>\r\n\r\nDla wyznaczenia konduktywno\u015bci pr\u00f3bk\u0119 \u017cy\u0142y przewodu nale\u017cy zamocowa\u0107 w uchwycie zaopatrzonym w zaciski napi\u0119ciowe i pr\u0105dowe. Za pomoc\u0105 mostka Thomsona mierzy si\u0119 czteroprzewodowo op\u00f3r metrowego odcinka \u017cy\u0142y pomi\u0119dzy zaciskami napi\u0119ciowymi.\r\n\r\nWyznaczanymi wielko\u015bciami s\u0105:\r\n<ul>\r\n \t<li>\u015brednica znamionowa \u017cy\u0142y \u2013 d [m],<\/li>\r\n \t<li>d\u0142ugo\u015b\u0107 odcinka pomiarowego (pomi\u0119dzy zaciskami napi\u0119ciowymi) \u2013 l [m],<\/li>\r\n \t<li>masa odcinka w powietrzu \u2013 m [kg],<\/li>\r\n \t<li>g\u0119sto\u015b\u0107 materia\u0142u z kt\u00f3rego wykonana jest \u017cy\u0142a \u2013 \u03c1<sub>pr<\/sub> [kg\/m<sup>3<\/sup>],<\/li>\r\n \t<li>op\u00f3r elektryczny odcinka pomiarowego zmierzony w temperaturze t \u2013 R<sub>t<\/sub> [\u03a9].<\/li>\r\n<\/ul>\r\nWielko\u015bciami obliczanymi s\u0105:\r\n<ul>\r\n \t<li>przekr\u00f3j poprzeczny pr\u00f3bki \u2013 s [m<sup>2<\/sup>]<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex]s = \\frac{m}{\\rho _{pr}\\cdot l}[\/latex]<\/p>\r\n\r\n<ul>\r\n \t<li>op\u00f3r elektryczny odcinka <em>l<\/em> w temperaturze 20\u00baC \u2013 R<sub>20<\/sub> [\u03a9]<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex]R_{20} = \\frac{R_{t}}{1+\\alpha (t-20)}[\/latex]<\/p>\r\n<p style=\"text-align: center\">\u03b1 \u2013 temperaturowy wsp\u00f3\u0142czynnik rezystancji [1\/\u00b0C]<\/p>\r\n\r\n<ul>\r\n \t<li>konduktywno\u015b\u0107 \u03b3 [S\/m]<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: center\">[latex size =2]\\gamma =\\frac{l}{R_{20}\\cdot s} [\/latex]<\/p>\r\n<span style=\"text-decoration: underline\">5.2 Aparatura<\/span>\r\n\r\nDo wykonania\u00a0 pomiar\u00f3w potrzebne s\u0105 nast\u0119puj\u0105ce przyrz\u0105dy:\r\n<ul>\r\n \t<li>uchwyt pomiarowy do zamocowania pr\u00f3bki,<\/li>\r\n \t<li>cyfrowy mostek do pomiaru rezystancji,<\/li>\r\n \t<li>waga laboratoryjna,<\/li>\r\n \t<li>termometr.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Pomiar oporu odcinka \u017cy\u0142y wykonuje si\u0119 przy u\u017cyciu cyfrowego mostka do pomiaru rezystancji firmy HIOKI. Przyrz\u0105d ten wykorzystuje metod\u0119 czteroprzewodow\u0105 pomiaru rezystancji bazuj\u0105c\u0105 na uk\u0142adzie mostka Thomsona.<\/p>\r\n\r\n\r\n[caption id=\"attachment_65\" align=\"aligncenter\" width=\"507\"]<img src=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-300x292.png\" alt=\"\" width=\"507\" height=\"493\" class=\" wp-image-65\" \/> Schemat mostka Thomsona; k, l \u2013 rezystancja przewod\u00f3w \u0142\u0105czeniowych[\/caption]\r\n<p style=\"text-align: justify\">W stanie r\u00f3wnowagi mostka:<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">[latex]\\frac{R_{t}+k}{R_{3}}=\\frac{R_{2}+l}{R_{4}}[\/latex]<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">czyli<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">[latex]\\frac{R_{t}}{R_{3}}+\\frac{k}{R_{3}}=\\frac{R_{2}}{R_{4}}+\\frac{l}{R_{4}}[\/latex]<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Je\u017celi w r\u00f3wnaniu tym wyeliminuje si\u0119 wyrazy [latex]\\frac{k}{R_{3}}[\/latex]\u00a0i [latex]\\frac{l}{R_{4}}[\/latex] poprzez doprowadzenie do r\u00f3wnowagi mostka, za pomoc\u0105 nastawnych opornik\u00f3w R<sub>3<\/sub> i R<sub>4<\/sub> oraz R<sub>3<\/sub>' i R<sub>4<\/sub>' to wtedy:<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">[latex]R_{t}=R_{2}\\cdot \\frac{R_{3}}{R_{4}}[\/latex],<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">a <strong>rezystancja przewod\u00f3w \u0142\u0105czeniowych przestaje wp\u0142ywa\u0107 na wyniki pomiar\u00f3w<\/strong>. W\u00a0dok\u0142adniejszych mostkach laboratoryjnych opornik R<sub>2<\/sub> jest zwykle sta\u0142ym opornikiem wzorcowym, a nastawia si\u0119 warto\u015bci rezystancji opornik\u00f3w R<sub>3<\/sub>, R<sub>3<\/sub>', R<sub>4<\/sub> i R<sub>4<\/sub>'. Natomiast w\u00a0przypadku u\u017cycia technicznego mostka Thomsona uzyskujemy sprawniejszy pomiar przez p\u0142ynna zmian\u0119 R<sub>2<\/sub> przy odpowiednio dobranym stosunku R<sub>3<\/sub> do R<sub>4<\/sub> oraz R<sub>3<\/sub>' i R<sub>4<\/sub>'.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"text-decoration: underline\">5.3 Przygotowanie pr\u00f3bek<\/span><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Pomiar wykonuje si\u0119 na wyprostowanej pr\u00f3bce \u017cy\u0142y przewodu (bez izolacji) o d\u0142ugo\u015bci co\u00a0najmniej 1,2 m. Pr\u00f3bk\u0119 nale\u017cy wyprostowa\u0107 nie zginaj\u0105c jej, gdy\u017c wielokrotne zginanie prowadzi do utwardzania pr\u00f3bki, oraz uwa\u017caj\u0105c aby nie zmieni\u0107 jej przekroju. Powierzchnia pr\u00f3bki powinna by\u0107 g\u0142adka i nie posiada\u0107 widocznych go\u0142ym okiem uszkodze\u0144.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"text-decoration: underline\">5.4 Opis pomiaru<\/span><\/p>\r\n<p style=\"text-align: justify\">Przed przyst\u0105pieniem do pomiaru oporno\u015bci nale\u017cy wyznaczy\u0107 przekr\u00f3j pr\u00f3bki znaj\u0105c jej mas\u0119 (po zwa\u017ceniu) i g\u0119sto\u015b\u0107 (z tabeli). Nast\u0119pnie lekko rozci\u0105gni\u0119t\u0105 pr\u00f3bk\u0119 nale\u017cy zamocowa\u0107 w zaciskach pr\u0105dowych \u0142awy pomiarowej i <strong>delikatnie<\/strong> opu\u015bci\u0107 zaciski napi\u0119ciowe. D\u0142ugo\u015b\u0107 odcinka pomiarowego pomi\u0119dzy zaciskami napi\u0119ciowymi wynosi 1 m. Zaciski pr\u0105dowe i napi\u0119ciowe \u0142\u0105czymy z zaciskami mostka, zgodnie z oznaczeniami na mierniku. Uruchamiamy pomiar. Po ustaleniu wskazania wynik notujemy.\u00a0Pomiaru temperatury dokonujemy termometrem cyfrowym w pobli\u017cu badanej pr\u00f3bki z dok\u0142adno\u015bci\u0105 \u00b10,1\u00baC.<\/p>\r\n<span style=\"text-decoration: underline\">5.5 Opracowanie wynik\u00f3w<\/span>\r\n\r\nNa podstawie uzyskanych wynik\u00f3w pomiar\u00f3w nale\u017cy obliczy\u0107 konduktywno\u015b\u0107 ka\u017cdego z materia\u0142\u00f3w. Gdy pomiar odbywa si\u0119 w temperaturze r\u00f3\u017cnej od 20\u00baC nale\u017cy przeliczy\u0107 R<sub>t<\/sub> na R<sub>20<\/sub>.\r\nW sprawozdaniu zale\u017cy za\u0142\u0105czy\u0107 jedno przyk\u0142adowe obliczenie. Warto\u015bci zmierzone oraz obliczone nale\u017cy umie\u015bci\u0107 w tabeli. Wyniki om\u00f3wi\u0107 i poda\u0107 wnioski.\r\n\r\n<img class=\"wp-image-71 aligncenter\" src=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4.png\" width=\"1037\" height=\"545\" \/>","rendered":"<p style=\"text-align: justify\"><strong>1.\u00a0\u00a0\u00a0 <\/strong><strong>Wprowadzenie<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Materia\u0142y stykowe s\u0105 specyficznym rodzajem materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych, opr\u00f3cz dobrych w\u0142asno\u015bci elektrycznych musz\u0105 tak\u017ce wykazywa\u0107 dobre w\u0142asno\u015bci mechaniczne i termiczne. W\u00a0materia\u0142ach tych przewodnictwo ma charakter czysto elektronowy i wyra\u017ca si\u0119 zale\u017cno\u015bci\u0105:<\/p>\n<p style=\"text-align: center\">[latex]\\gamma = n\\cdot e\\cdot k \\\u00a0 \\left [ \\frac{S}{m} \\right ] = \\left [ \\frac{1}{\\Omega m} \\right ][\/latex], \u00a0\u00a0\u00a0 (1)<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">gdzie:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">n \u2013 koncentracja elektron\u00f3w w materiale [m<sup>-3<\/sup>],<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">e \u2013 \u0142adunek elektron\u00f3w [C],<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">k \u2013 ruchliwo\u015b\u0107 elektron\u00f3w w materiale [latex]\\left [\\frac{m^{2}}{V s} \\right ][\/latex].<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Do materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych nale\u017c\u0105 metale i ich stopy. Warto\u015b\u0107 przewodno\u015bci tych materia\u0142\u00f3w jest uzale\u017cniona od kilku czynnik\u00f3w, a mianowicie:<\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px\">a) rodzaju materia\u0142u i jego budowy,<\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px\">b) czysto\u015bci materia\u0142u, czyli zawarto\u015bci obcych domieszek,<\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px\">c) obr\u00f3bki mechanicznej na zimno,<\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px\">d) temperatury.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">We wzorze (1) zale\u017cnie od rodzaju materia\u0142u (przyczyna a), i w pewnym stopniu na skutek obecno\u015bci domieszek (przyczyna b) zmienia si\u0119 koncentracja elektron\u00f3w (n), zar\u00f3wno domieszki (przyczyna b), obr\u00f3bka mechaniczna na zimno (przyczyna c) i wzrost temperatury (przyczyna d) wp\u0142ywaj\u0105 na zmniejszenie ruchliwo\u015bci elektron\u00f3w (k), czyli na uzyskiwan\u0105 skierowan\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 przemieszczania si\u0119 elektron\u00f3w, przypadaj\u0105c\u0105 na 1 kV przy\u0142o\u017conego napi\u0119cia. W sumie obecno\u015b\u0107 domieszek, obr\u00f3bka na zimno i wzrost temperatury powoduj\u0105 pogorszenie konduktywno\u015bci materia\u0142u.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>2. Podzia\u0142 i charakterystyka og\u00f3lna<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Materia\u0142y przewodz\u0105ce mo\u017cna podzieli\u0107 z punktu widzenia zastosowania na:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify\">\n<li>przewodowe,<\/li>\n<li>oporowe,<\/li>\n<li>stykowe.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\">Ze wzgl\u0119du na r\u00f3\u017cne w\u0142asno\u015bci tych 3 grup materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych, wymagaj\u0105 one oddzielnego om\u00f3wienia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"text-decoration: underline\">2.1. Charakterystyka og\u00f3lna materia\u0142\u00f3w przewodowych<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Podstawowe wymagania dla materia\u0142\u00f3w przewodowych to:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify\">\n<li>wysoka warto\u015b\u0107 przewodnictwa elektrycznego, co pozwala na uzyskiwanie, przy danym przekroju przewod\u00f3w, mo\u017cliwie ma\u0142ych spadk\u00f3w napi\u0119cia i start energii w czasie d\u0142ugotrwa\u0142ego przep\u0142ywu przez przew\u00f3d pr\u0105du elektrycznego,<\/li>\n<li>wysoka warto\u015b\u0107 wytrzyma\u0142o\u015bci mechanicznej, szczeg\u00f3lnie na rozci\u0105ganie i zginanie, dla sprostania warunkom wyst\u0119puj\u0105cym w eksploatacji (np. naci\u0105g przewod\u00f3w napowietrznych, oddzia\u0142ywanie si\u0142 elektrodynamicznych miedzy szynami w rozdzielni itp.),<\/li>\n<li>niezmienno\u015b\u0107 w czasie w\u0142asno\u015bci elektrycznych i mechanicznych pod wp\u0142ywem warunk\u00f3w \u015brodowiskowych (np. utlenianie, zmiany temperatury, niszcz\u0105ce dzia\u0142anie siarki itp.),<\/li>\n<li>mo\u017cliwe niska cena materia\u0142\u00f3w przewodowych ze wzgl\u0119du na ich masowe zastosowanie w elektrotechnice.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\">Wymagania te spe\u0142niaj\u0105 przede wszystkim dwa czyste metale: mied\u017a i aluminium oraz niekt\u00f3re stopy miedzi i aluminium z innymi metalami jak: mosi\u0105dze, br\u0105zy, aldrey, silumin oraz duraluminium. Wymienione wy\u017cej wymagania spe\u0142niaj\u0105 cz\u0119\u015bciowo r\u00f3wnie\u017c srebro i \u017celazo.<\/p>\n<p><strong>3. W\u0142asno\u015bci, technologia i zastosowania materia\u0142\u00f3w przewodz\u0105cych<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Kilka podstawowych w\u0142asno\u015bci niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w przewodowych zestawiono w tablicy \/1\/. Dalej om\u00f3wiono ich zastosowanie, a dla najwa\u017cniejszych z tych materia\u0142\u00f3w podano w skr\u00f3cie technologi\u0119 wytwarzania wyrob\u00f3w elektrotechnicznych.<\/p>\n<figure id=\"attachment_54\" aria-describedby=\"caption-attachment-54\" style=\"width: 1025px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img src=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-300x203.png\" alt=\"\" width=\"1025\" height=\"693\" class=\"wp-image-54\" srcset=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-300x203.png 300w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-1024x693.png 1024w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-768x519.png 768w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-65x44.png 65w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-225x152.png 225w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2-350x237.png 350w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-2.png 1029w\" sizes=\"(max-width: 1025px) 100vw, 1025px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-54\" class=\"wp-caption-text\">Podstawowe w\u0142asno\u015bci niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w przewodowych<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>SREBRO: <\/strong>Wymienione na pocz\u0105tku tabeli srebro, mimo najwy\u017cszej warto\u015bci konduktywno\u015bci, nie nadaje si\u0119, ze wzgl\u0119du na cen\u0119 i ograniczone zasoby do masowego stosowania jako materia\u0142 przewodowy. Znajduje ono zastosowanie jedynie jako materia\u0142 na druciki topikowe w\u00a0bezpiecznikach wysokiego napi\u0119cia, oraz s\u0142u\u017cy do pokrywania powierzchniowego niekt\u00f3rych element\u00f3w miedzianych.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>MIED\u0179: <\/strong>Najpowszechniejszym ze stosowanych materia\u0142\u00f3w przewodowych jest niew\u0105tpliwie mied\u017a. Odznacza si\u0119 du\u017c\u0105 konduktywno\u015bci\u0105, dobr\u0105 wytrzyma\u0142o\u015bci\u0105 mechaniczn\u0105, a\u00a0dzi\u0119ki wielkiej ci\u0105gliwo\u00ad\u015bci znakomicie nadaje si\u0119 do obr\u00f3bki plastycznej. Ponadto przewody miedziane daj\u0105 si\u0119 \u0142atwo \u0142\u0105czy\u0107 na drodze lutowania. Mied\u017a wykazuje na og\u00f3\u0142 dobr\u0105 odporno\u015b\u0107 na warunki atmosferyczne. Natomiast do wad miedzi nale\u017c\u0105, trudno\u015b\u0107 obr\u00f3bki skrawaniem, z\u0142e w\u0142asno\u015bci odlewnicze, sk\u0142onno\u015b\u0107 do korozji w\u00a0obecno\u015bci siarki i jej zwi\u0105zk\u00f3w oraz stosunkowo wysoka cena. Przy zastosowaniu stop\u00f3w miedzi z innymi pierwiastkami uzyskujemy, kosztem zmniejszenia przewodno\u015bci elektrycznej, inne cechy takie jak:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify\">\n<li>podatno\u015b\u0107 na obr\u00f3bk\u0119 skrawaniem, na t\u0142oczenie lub odlewanie gdy mied\u017a \u0142\u0105czymy z\u00a0cynkiem (mosi\u0105dz) lub z innymi metalami (br\u0105z telurowy lub aluminiowy),<\/li>\n<li>odporno\u015b\u0107 na \u015bcieranie (br\u0105z kadmowy),<\/li>\n<li>du\u017c\u0105 twardo\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 mechaniczn\u0105 (br\u0105z berylowy),<\/li>\n<li>du\u017c\u0105 spr\u0119\u017cysto\u015b\u0107 (br\u0105z krzemowy),<\/li>\n<li>ma\u0142y wsp\u00f3\u0142czynnik tarcia (br\u0105z fosforowy).<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\">Surowce s\u0142u\u017c\u0105ce do wytwarzania wyrob\u00f3w miedzianych to mied\u017a elektrolityczna (99,9% Cu) otrzymywana przez elektroliz\u0119 miedzi hutniczej lub te\u017c lepiej tzw. mied\u017a beztlenowa (99,95% Cu), otrzymywana drog\u0105 specjalnego przetopu miedzi elektrolitycznej. Dla uzyskania \u017c\u0105danego kszta\u0142tu wyrobu stosuje si\u0119 obr\u00f3bk\u0119 plastyczn\u0105 na gor\u0105co (np. walcowanie blach miedzianych), a przede wszystkim obr\u00f3bk\u0119 plastyczn\u0105 na zimno (np. walcowanie na zimno, przeci\u0105ganie przez kalibrowane otwory, wyt\u0142aczanie). Otrzymuje si\u0119 w ten spos\u00f3b druty, pr\u0119ty, folie, blachy p\u0142askowniki itp. Ze wzgl\u0119du na utwardzenie produktu przez zgniot przy obr\u00f3bce plastycznej stosuje si\u0119, w zale\u017cno\u015bci od potrzeby, wy\u017carzanie, otrzymuj\u0105c materia\u0142 p\u00f3\u0142twardy lub mi\u0119kki. Z miedzi wykonuje si\u0119 przede wszystkim druty nawojowe do silnik\u00f3w, generator\u00f3w, d\u0142awik\u00f3w i cewek elektromagnes\u00f3w. Ponadto z miedzi wykonuje si\u0119 przewody instalacyjne gi\u0119tkie (linki) do odbiornik\u00f3w przeno\u015bnych oraz przewody sztywne (druty) do instalacji niskiego napi\u0119cia. W postaci blach, p\u0142askownik\u00f3w i pr\u0119t\u00f3w wykonuje si\u0119 elementy aparat\u00f3w elektrycznych i rozdzielnic. Mosi\u0105dze i br\u0105zy u\u017cywa si\u0119 na cz\u0119\u015bci przewodz\u0105ce urz\u0105dze\u0144 i aparat\u00f3w elektrycznych wysokiego napi\u0119cia, wymagaj\u0105cych specjalnych w\u0142asno\u015bci, kt\u00f3rych nie mo\u017ce zapewni\u0107 czysta mied\u017a.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>ALUMINIUM:<\/strong> Drugim po miedzi, powszechnie stosowanym materia\u0142em przewodowym jest aluminium. Ma ono wprawdzie oko\u0142o 1,5-raza mniejsz\u0105 konduktywno\u015b\u0107 w odniesieniu do miedzi, co zmusza do stosowania wi\u0119kszych przekroj\u00f3w dla przepuszczenia tej samej warto\u015bci pr\u0105du, jednak\u017ce dzi\u0119ki oko\u0142o 3 razy mniejszemu ci\u0119\u017carowi w\u0142a\u015bciwemu aluminium w stosunku do miedzi, uzyskuje si\u0119 i tak mniejszy ci\u0119\u017car przewod\u00f3w. Pod wzgl\u0119dem wytrzyma\u0142o\u015bci mechanicznej w normalnych warunkach aluminium jest oko\u0142o 2-krotnie s\u0142absze od miedzi, przy tym \u2013 ze wzgl\u0119du na stosunkowo nisk\u0105 temperatur\u0119 topnienia (675\u00baC) wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 ta jest wyra\u017anie zale\u017cna od temperatury pracy. Aluminium jest metalem plastycznym i ci\u0105gliwym, w zwi\u0105zku z tym pod wp\u0142ywem niezbyt du\u017cych, ale d\u0142ugotrwa\u0142ych obci\u0105\u017ce\u0144 wykazuje niekorzystne zjawisko \u201ep\u0142yni\u0119cia\u201d. Wobec szybkiego pokrywania si\u0119 \u015bcis\u0142\u0105 i nieprzewodz\u0105c\u0105 warstw\u0105 tlenku glinu Al2O3 jest to metal bardzo odporny na korozj\u0119 pod wp\u0142ywem wielu zwi\u0105zk\u00f3w chemicznych (r\u00f3wnie\u017c siarki). W odniesieniu do czystej postaci stopy aluminium, podobnie jak miedzi, odznaczaj\u0105 si\u0119 lepszymi w\u0142a\u015bciwo\u015bciami mechanicznymi i technologicznymi przy nieco gorszych w\u0142asno\u015bciach elektrycznych. Stop aluminium z magnezem i krzemem (ALDREY) ma oko\u0142o 2,5-raza wy\u017csz\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na rozci\u0105ganie od aluminium i nadaje si\u0119 bardzo dobrze na przewody napowietrzne. Stop Aluminium z krzemem (SILUMIN) jest wykorzystywany do odlewania niekt\u00f3rych element\u00f3w aparat\u00f3w elektrycznych. Do wykonywania wyrob\u00f3w z aluminium stosuje si\u0119 aluminium hutnicze. Technologia produkcji tych wyrob\u00f3w jest podobna do technologii wyrob\u00f3w miedzianych, z tym \u017ce stosuje si\u0119 tu prawie wy\u0142\u0105cznie obr\u00f3bk\u0119 plastyczn\u0105 na zimno, poniewa\u017c aluminium jest znacznie bardziej ci\u0105gliwe i daje si\u0119 walcowa\u0107 na folie a\u017c do grubo\u015bci 5mm. Mo\u017cna tu te\u017c zastosowa\u0107 technologi\u0119 odlewania, jednak\u017ce w\u00f3wczas nale\u017cy liczy\u0107 si\u0119 z pogorszeniem w\u0142asno\u015bci elektrycznych. Podstawowym przedmiotem zastosowania aluminium s\u0105 przewody linii napowietrznych, gdzie w zale\u017cno\u015bci od wymaganej wytrzyma\u0142o\u015bci mechanicznej u\u017cywa si\u0119 linek z aldreyu, lub linek aluminiowo-stalowych, gdzie linka stalowa stanowi rdze\u0144, opleciony drutami z aluminium. Powszechnie z aluminium wyrabia si\u0119 \u017cy\u0142y kabli ziemnych, po\u0142\u0105czenia szynowe w rozdzielniach, a w postaci folii, ok\u0142adziny kondensa\u00adtor\u00f3w, a tak\u017ce uzwojenia klatkowe silnik\u00f3w asynchronicznych. Zaniechano stosowania aluminium na przewody instalacji domowych ze wzgl\u0119du na ich du\u017c\u0105 awaryjno\u015b\u0107.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>STAL:<\/strong> Jak wida\u0107 z tablicy 1, najgorsz\u0105 konduktywno\u015b\u0107 z wymienionych metali posiada stal. Jednak\u017ce stal mo\u017ce by\u0107 stosowana w przypadku przep\u0142ywu bardzo ma\u0142ych pr\u0105d\u00f3w d\u0142ugotrwa\u0142ych lub du\u017cych pr\u0105d\u00f3w kr\u00f3tkotrwa\u0142ych. W ka\u017cdym przypadku stal wymaga ochrony antykorozyjnej poprzez na\u0142o\u017cenie odpowiednich pow\u0142ok. Stal stosowana w elektrotechnice na cz\u0119\u015bci przewodz\u0105ce jest zwyk\u0142a stal\u0105 hutnicz\u0105, zabezpieczon\u0105 przed korozj\u0105 poprzez ocynkowanie na gor\u0105co. Stal znajduje zastosowanie na przewody odgromowe, uziomy, rdzenie przewod\u00f3w stalowo-aluminiowych, no\u017ce uziemnik\u00f3w, przewody jezdne stalowo-aluminiowe.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"font-size: 1em\"><strong>4.<\/strong> <\/span><strong style=\"font-size: 1em\">Program bada\u0144<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Celem \u0107wiczenia jest wyznaczenie konduktywno\u015bci materia\u0142\u00f3w przewodowych.<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Konduktywno\u015bci\u0105 \u03b3 nazywamy wielko\u015b\u0107 s\u0142u\u017c\u0105c\u0105 do oceny w\u0142asno\u015bci przewodnik\u00f3w. Jest to przewodno\u015b\u0107 odcinka przewodnika o przekroju jednostkowym s i d\u0142ugo\u015bci jednostkowej <em>l.<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align: center\">[latex]\\gamma =\\frac{l}{R\\cdot s} \\ \\left [ \\frac{S}{m} \\right ] = \\left [ \\frac{m}{\\Omega \\cdot mm^{2}} \\right ][\/latex]<\/p>\n<p style=\"text-align: center\">[latex][S] = \\left [ \\frac{1}{\\Omega } \\right ][\/latex] \u2013 Siemens<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Z poj\u0119cia konduktywno\u015bci korzysta si\u0119 przy charakteryzowaniu materia\u0142\u00f3w przewodowych, do okre\u015blenia w\u0142asno\u015bci materia\u0142\u00f3w oporowych i elektroizolacyjnych wygodniej jest u\u017cywa\u0107 poj\u0119cia rezystywno\u015bci \u03c1.<\/p>\n<p style=\"text-align: center\">[latex]\\rho =\\frac{l}{\\gamma} \\ [\\Omega \\cdot m] = \\left [ \\frac{\\Omega \\cdot mm^{2}}{m} \\right ][\/latex]<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Drugim parametrem charakteryzuj\u0105cym dielektryki, materia\u0142y oporowe i przewodniki jest temperaturowy wsp\u00f3\u0142czynnik rezystancji \u03b1. Jest to wzgl\u0119dna zmiana rezystancji przy zmianie temperatury o 1\u00ba.<\/p>\n<p><strong>5. Opis bada\u0144<\/strong><\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline\">5.1. Wyznaczenie konduktywno\u015bci materia\u0142\u00f3w przewodowych<\/span><\/p>\n<p>Dla wyznaczenia konduktywno\u015bci pr\u00f3bk\u0119 \u017cy\u0142y przewodu nale\u017cy zamocowa\u0107 w uchwycie zaopatrzonym w zaciski napi\u0119ciowe i pr\u0105dowe. Za pomoc\u0105 mostka Thomsona mierzy si\u0119 czteroprzewodowo op\u00f3r metrowego odcinka \u017cy\u0142y pomi\u0119dzy zaciskami napi\u0119ciowymi.<\/p>\n<p>Wyznaczanymi wielko\u015bciami s\u0105:<\/p>\n<ul>\n<li>\u015brednica znamionowa \u017cy\u0142y \u2013 d [m],<\/li>\n<li>d\u0142ugo\u015b\u0107 odcinka pomiarowego (pomi\u0119dzy zaciskami napi\u0119ciowymi) \u2013 l [m],<\/li>\n<li>masa odcinka w powietrzu \u2013 m [kg],<\/li>\n<li>g\u0119sto\u015b\u0107 materia\u0142u z kt\u00f3rego wykonana jest \u017cy\u0142a \u2013 \u03c1<sub>pr<\/sub> [kg\/m<sup>3<\/sup>],<\/li>\n<li>op\u00f3r elektryczny odcinka pomiarowego zmierzony w temperaturze t \u2013 R<sub>t<\/sub> [\u03a9].<\/li>\n<\/ul>\n<p>Wielko\u015bciami obliczanymi s\u0105:<\/p>\n<ul>\n<li>przekr\u00f3j poprzeczny pr\u00f3bki \u2013 s [m<sup>2<\/sup>]<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: center\">[latex]s = \\frac{m}{\\rho _{pr}\\cdot l}[\/latex]<\/p>\n<ul>\n<li>op\u00f3r elektryczny odcinka <em>l<\/em> w temperaturze 20\u00baC \u2013 R<sub>20<\/sub> [\u03a9]<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: center\">[latex]R_{20} = \\frac{R_{t}}{1+\\alpha (t-20)}[\/latex]<\/p>\n<p style=\"text-align: center\">\u03b1 \u2013 temperaturowy wsp\u00f3\u0142czynnik rezystancji [1\/\u00b0C]<\/p>\n<ul>\n<li>konduktywno\u015b\u0107 \u03b3 [S\/m]<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: center\">[latex]\\gamma =\\frac{l}{R_{20}\\cdot s}[\/latex]<\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline\">5.2 Aparatura<\/span><\/p>\n<p>Do wykonania\u00a0 pomiar\u00f3w potrzebne s\u0105 nast\u0119puj\u0105ce przyrz\u0105dy:<\/p>\n<ul>\n<li>uchwyt pomiarowy do zamocowania pr\u00f3bki,<\/li>\n<li>cyfrowy mostek do pomiaru rezystancji,<\/li>\n<li>waga laboratoryjna,<\/li>\n<li>termometr.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\">Pomiar oporu odcinka \u017cy\u0142y wykonuje si\u0119 przy u\u017cyciu cyfrowego mostka do pomiaru rezystancji firmy HIOKI. Przyrz\u0105d ten wykorzystuje metod\u0119 czteroprzewodow\u0105 pomiaru rezystancji bazuj\u0105c\u0105 na uk\u0142adzie mostka Thomsona.<\/p>\n<figure id=\"attachment_65\" aria-describedby=\"caption-attachment-65\" style=\"width: 507px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img src=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-300x292.png\" alt=\"\" width=\"507\" height=\"493\" class=\"wp-image-65\" srcset=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-300x292.png 300w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-1024x997.png 1024w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-768x747.png 768w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-65x63.png 65w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-225x219.png 225w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek-350x341.png 350w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/mostek.png 1159w\" sizes=\"(max-width: 507px) 100vw, 507px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-65\" class=\"wp-caption-text\">Schemat mostka Thomsona; k, l \u2013 rezystancja przewod\u00f3w \u0142\u0105czeniowych<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify\">W stanie r\u00f3wnowagi mostka:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">[latex]\\frac{R_{t}+k}{R_{3}}=\\frac{R_{2}+l}{R_{4}}[\/latex]<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">czyli<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">[latex]\\frac{R_{t}}{R_{3}}+\\frac{k}{R_{3}}=\\frac{R_{2}}{R_{4}}+\\frac{l}{R_{4}}[\/latex]<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Je\u017celi w r\u00f3wnaniu tym wyeliminuje si\u0119 wyrazy [latex]\\frac{k}{R_{3}}[\/latex]\u00a0i [latex]\\frac{l}{R_{4}}[\/latex] poprzez doprowadzenie do r\u00f3wnowagi mostka, za pomoc\u0105 nastawnych opornik\u00f3w R<sub>3<\/sub> i R<sub>4<\/sub> oraz R<sub>3<\/sub>&#8217; i R<sub>4<\/sub>&#8217; to wtedy:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">[latex]R_{t}=R_{2}\\cdot \\frac{R_{3}}{R_{4}}[\/latex],<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">a <strong>rezystancja przewod\u00f3w \u0142\u0105czeniowych przestaje wp\u0142ywa\u0107 na wyniki pomiar\u00f3w<\/strong>. W\u00a0dok\u0142adniejszych mostkach laboratoryjnych opornik R<sub>2<\/sub> jest zwykle sta\u0142ym opornikiem wzorcowym, a nastawia si\u0119 warto\u015bci rezystancji opornik\u00f3w R<sub>3<\/sub>, R<sub>3<\/sub>&#8217;, R<sub>4<\/sub> i R<sub>4<\/sub>&#8217;. Natomiast w\u00a0przypadku u\u017cycia technicznego mostka Thomsona uzyskujemy sprawniejszy pomiar przez p\u0142ynna zmian\u0119 R<sub>2<\/sub> przy odpowiednio dobranym stosunku R<sub>3<\/sub> do R<sub>4<\/sub> oraz R<sub>3<\/sub>&#8217; i R<sub>4<\/sub>&#8217;.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"text-decoration: underline\">5.3 Przygotowanie pr\u00f3bek<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Pomiar wykonuje si\u0119 na wyprostowanej pr\u00f3bce \u017cy\u0142y przewodu (bez izolacji) o d\u0142ugo\u015bci co\u00a0najmniej 1,2 m. Pr\u00f3bk\u0119 nale\u017cy wyprostowa\u0107 nie zginaj\u0105c jej, gdy\u017c wielokrotne zginanie prowadzi do utwardzania pr\u00f3bki, oraz uwa\u017caj\u0105c aby nie zmieni\u0107 jej przekroju. Powierzchnia pr\u00f3bki powinna by\u0107 g\u0142adka i nie posiada\u0107 widocznych go\u0142ym okiem uszkodze\u0144.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><span style=\"text-decoration: underline\">5.4 Opis pomiaru<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Przed przyst\u0105pieniem do pomiaru oporno\u015bci nale\u017cy wyznaczy\u0107 przekr\u00f3j pr\u00f3bki znaj\u0105c jej mas\u0119 (po zwa\u017ceniu) i g\u0119sto\u015b\u0107 (z tabeli). Nast\u0119pnie lekko rozci\u0105gni\u0119t\u0105 pr\u00f3bk\u0119 nale\u017cy zamocowa\u0107 w zaciskach pr\u0105dowych \u0142awy pomiarowej i <strong>delikatnie<\/strong> opu\u015bci\u0107 zaciski napi\u0119ciowe. D\u0142ugo\u015b\u0107 odcinka pomiarowego pomi\u0119dzy zaciskami napi\u0119ciowymi wynosi 1 m. Zaciski pr\u0105dowe i napi\u0119ciowe \u0142\u0105czymy z zaciskami mostka, zgodnie z oznaczeniami na mierniku. Uruchamiamy pomiar. Po ustaleniu wskazania wynik notujemy.\u00a0Pomiaru temperatury dokonujemy termometrem cyfrowym w pobli\u017cu badanej pr\u00f3bki z dok\u0142adno\u015bci\u0105 \u00b10,1\u00baC.<\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline\">5.5 Opracowanie wynik\u00f3w<\/span><\/p>\n<p>Na podstawie uzyskanych wynik\u00f3w pomiar\u00f3w nale\u017cy obliczy\u0107 konduktywno\u015b\u0107 ka\u017cdego z materia\u0142\u00f3w. Gdy pomiar odbywa si\u0119 w temperaturze r\u00f3\u017cnej od 20\u00baC nale\u017cy przeliczy\u0107 R<sub>t<\/sub> na R<sub>20<\/sub>.<br \/>\nW sprawozdaniu zale\u017cy za\u0142\u0105czy\u0107 jedno przyk\u0142adowe obliczenie. Warto\u015bci zmierzone oraz obliczone nale\u017cy umie\u015bci\u0107 w tabeli. Wyniki om\u00f3wi\u0107 i poda\u0107 wnioski.<\/p>\n<div class=\"wp-nocaption wp-image-71 aligncenter\"><img class=\"wp-image-71 aligncenter\" src=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4.png\" width=\"1037\" height=\"545\" srcset=\"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4.png 930w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4-300x158.png 300w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4-768x404.png 768w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4-65x34.png 65w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4-225x118.png 225w, http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-content\/uploads\/sites\/56\/2022\/10\/Pasted-4-350x184.png 350w\" sizes=\"(max-width: 1037px) 100vw, 1037px\" alt=\"image\" \/><\/div>\n","protected":false},"author":8,"menu_order":2,"template":"","meta":{"pb_show_title":"on","pb_short_title":"","pb_subtitle":"","pb_authors":[],"pb_section_license":""},"chapter-type":[],"contributor":[],"license":[],"part":3,"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/chapters\/51"}],"collection":[{"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/chapters"}],"about":[{"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/wp\/v2\/types\/chapter"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"version-history":[{"count":19,"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/chapters\/51\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":221,"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/chapters\/51\/revisions\/221"}],"part":[{"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/parts\/3"}],"metadata":[{"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/chapters\/51\/metadata\/"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=51"}],"wp:term":[{"taxonomy":"chapter-type","embeddable":true,"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/pressbooks\/v2\/chapter-type?post=51"},{"taxonomy":"contributor","embeddable":true,"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/wp\/v2\/contributor?post=51"},{"taxonomy":"license","embeddable":true,"href":"http:\/\/pb.ee.pw.edu.pl\/pb\/meim\/wp-json\/wp\/v2\/license?post=51"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}