Când vine vorba de fire, ne gândim mai întâi la fire de cupru, fire de aluminiu, fire de fier și alte fire metalice.Toate sunt realizate din sârmă de metal pur.Motivul pentru care se folosesc metalele este că toate metalele au o conductivitate electrică bună.Motivul pentru care metalele au o conductivitate electrică bună este că atomii de metal au mai puțini electroni exteriori.După ce sunt combinate în grupuri atomice, stratul exterior al fiecărui atom are, de asemenea, doar unul sau doi electroni și se rotește în jurul lui, astfel încât stratul exterior al atomului are doar unul sau doi electroni.Vor fi mai multe locuri libere de electroni în strat, astfel încât electronii străini pot intra și se pot mișca cu ușurință, iar metalul este ușor să conducă electricitatea, astfel încât firele pe care le-am văzut sunt practic metalice.
Datorită conductivității bune a metalului, firele de curent sunt practic metalice.Se pot înlocui firele cu alte materiale fără contact?De asemenea, posibil, cum ar fi fibra de carbon.
Mulți prieteni știu că fibra de carbon este foarte dura, dar nu știu că unele fibre de carbon sunt conductoare.Acest lucru se datorează faptului că astfel de fibre au o structură atomică similară cu grafitul, iar grafitul este un bun conductor, care este un fel de element de carbon.Alotropi, fiecare atom de carbon din grafit este conectat cu alți trei atomi de carbon în jurul său, dispuși într-o structură hexagonală ca un fagure, în care fiecare atom de carbon emite un electron liber, astfel încât grafitul conduce electricitatea.Performanța este foarte bună, de aproximativ 100 de ori mai mare decât cea a materialelor nemetalice obișnuite.
Cu toate acestea, chiar și așa, conducția curentului în firul compozit din fibră de carbon nu depinde de fibra de carbon, deoarece conductivitatea fibrei de carbon nu este încă la fel de bună ca cea a metalului.Rășina integrează filamentele de fibră de carbon dispuse longitudinal într-un întreg, ceea ce face ca fibra de carbon să fie mai puțin conductivă, astfel încât fibra de carbon de aici nu este folosită pentru a conduce electricitatea, ci pentru a suporta greutatea.Structura firului de miez compozit din fibră de carbon este similară cu cea a firului de aluminiu convențional cu miez de oțel.De asemenea, este împărțit în firul de miez interior și firul de aluminiu de suprafață.Firul de miez suportă cea mai mare parte a tensiunii mecanice a firului în sine, în timp ce firul exterior de aluminiu suportă sarcina de curgere a curentului.
Se pare că firele portante din fire sunt toate fire de oțel, de obicei cabluri de oțel răsucite din 7 fire de oțel, iar exteriorul este un fir de aluminiu compus din zeci de fire de fire de aluminiu, dar compozitul din fibră de carbon materialul de sârmă este un fir mijlociu din material compozit din fibră de carbon, iar exteriorul este patrulater.Sârmă de aluminiu cu mai multe fire, așa cum se arată în figura de mai jos, stânga este firul de aluminiu din sârmă de oțel, iar dreapta este firul de miez compozit din fibră de carbon.
Știm că, deși oțelul are rezistență la tracțiune și duritate bună, densitatea sa este foarte mare, deci este foarte greu, dar densitatea materialelor compozite din fibră de carbon este mult mai mică, doar 1/4 din oțel, iar greutatea sa este doar aceeași. volum.Cu toate acestea, forța de tracțiune și duritatea fibrei de carbon sunt mai bune decât cea a oțelului, în general de cel puțin două ori forța de tracțiune a oțelului, astfel încât scopul principal al utilizării materialelor compozite din fibră de carbon este de a reduce greutatea firului și aceeași grosime. din fibră de carbon Deoarece tracțiunea este mai bună, poate transporta și mai multă sârmă de aluminiu, făcând firul sau cablul mai gros pentru a trece mai mult curent.
Deoarece firul compozit din fibră de carbon are proprietățile excelente menționate mai sus de densitate scăzută, greutate ușoară, forță mare de tracțiune și duritate puternică, dacă acest material poate fi utilizat pentru o lungă perioadă de timp, este probabil să înlocuiască firul de oțel și firul de aluminiu în viitorul.Sârma utilizată în mod obișnuit și firul din fibră de carbon au un efect de încălzire atunci când este alimentat, deci va fi folosit și ca fir de încălzire în unele industrii.Prin urmare, firul de curent nu este neapărat un metal, iar și firul nemetalic va deveni din ce în ce mai des să apară.
Ora postării: 15-sept-2022