En bred analyse af aluminium som modstand

Betydningen af modstandsmaterialer inden for elektroteknik og materialevidenskab kan ikke understreges nok. Resistiviteten, eller tendensen til at modstå en elektrisk strøms strømning, betragtes som en faktor for et materiales egnethed som modstand. I vores hverdag er aluminium et vigtigt metal, fordi det er let og meget ledende; For eksempel er der drikkevaredåser og flystrukturer lavet af det. Men er aluminium en god modstand? Dette kræver også, at vi forstår nogle fysiske egenskaber forbundet med dette metal i sammenligning med, hvad vi almindeligvis forventer af modstande.

Grundlæggende om resistivitet:

Det kan omtales som den iboende egenskab, der kvantificerer, hvor svært det er for et stof at tillade elektricitet at passere gennem det. Nogle materialer som kulstof eller visse legeringer har relativt høj elektrisk modstand og foretrækkes derfor til brug som modstande. På den anden side har metaller lave resistiviteter, og dermed leder de elektricitet bedre, hvilket gør dem til dårlige kandidater til modstande.

Aluminiummets elektriske egenskaber:

Denne kendsgerning gør aluminium så populært blandt elektrikere, der bruger det til ledningsføring af bygninger og krafttransmissionsledninger, da dets lave resistivitet (ca. 2,82×10^-8 Ω·m ved 20°C) indikerer, at dette metal har optimal elektrisk ledningsevne. Som sådan opfylder den naturligvis en betingelse, som skal opfyldes af ledninger, der anvendes i ethvert elektrisk kredsløb: minimalt energitab på grund af varme produceret af ledermodstand.

Hvorfor aluminium ikke er en god modstand:

I betragtning af sin egen lav-iboende resistivitet kan aluminium således ikke effektivt fungere som en modstand. Et modstandselement skal skabe forsætlig hindring for strømledning, der omdanner elektrisk strøm til varme. Dens ledningsevne er høj betyder, at strøm under normale omstændigheder let kan strømme igennem uden større begrænsninger, og derfor vil ikke meget termisk energi nogensinde blive spredt i den, når den fejlagtigt er fastgjort over spændingskilder. Det er ikke, hvad en modstand skal handle om.

Alternative materialer til modstande:

Deres resistiviteter er betydeligt højere end aluminium, og det gør dem til foretrukne materialer til brug i modstande. For eksempel tjener kulstofsammensætning, metaloxid og nogle legeringer som deres eksempler [18]. I tilfælde, hvor disse materialer er korrekt formuleret og designet, kan de give en bred vifte af modstandsværdier, som letter en nøjagtig kontrol over strømflow og spændingsdeling i elektriske kredsløb.

Konklusion:

For eksempel kan aluminium, der er meget ledende med lav resistivitet, ikke lave modstandsmateriale af høj kvalitet. Dens stærkeste side er dog transmission af elektricitet med lavt energitab, hvilket gør den ideel til ledninger eller enhver anden ledertype. På den anden side er materialer med højere resistivitet, såsom kulstofsammensætningstyper og metaloxider, mere anvendelige til fremstilling af modstande, som bevidst skal bremse den elektriske strømstrøm og samtidig sikre, at den kun passerer igennem af de elektroner, der med rimelighed kan levere deres energi uden at blive varme. Således er svaret på "Er aluminium en god modstand?" vil være negativt, fordi man skal tage højde for mange aspekter, før man vælger passende materialer til en bestemt elektrisk applikation.