Nói đến dây điện, đầu tiên chúng ta nghĩ ngay đến dây đồng, dây nhôm, dây sắt và các loại dây kim loại khác.Chúng đều được làm bằng dây kim loại nguyên chất.Lý do tại sao kim loại được sử dụng là tất cả các kim loại đều có tính dẫn điện tốt.Nguyên nhân kim loại dẫn điện tốt là do nguyên tử kim loại có ít electron lớp ngoài cùng.Sau khi chúng kết hợp thành nhóm nguyên tử, lớp ngoài cùng của mỗi nguyên tử cũng chỉ có một hoặc hai electron và quay xung quanh nó, do đó lớp ngoài cùng của nguyên tử chỉ có một hoặc hai electron.Trong lớp sẽ có nhiều chỗ trống điện tử hơn, vì vậy các điện tử bên ngoài có thể dễ dàng đi vào và di chuyển, và kim loại dễ dẫn điện, vì vậy các dây dẫn mà chúng ta đã thấy về cơ bản là kim loại.
Do tính dẫn điện tốt của kim loại, các dây hiện tại về cơ bản là kim loại.Có thể thay dây bằng vật liệu không tiếp xúc khác không?Cũng có thể, như sợi carbon.
Nhiều người bạn biết rằng sợi carbon rất cứng, nhưng họ không biết rằng một số sợi carbon có tính dẫn điện.Điều này là do những sợi như vậy có cấu trúc nguyên tử tương tự như than chì và than chì là một chất dẫn điện tốt, là một loại nguyên tố carbon.Các đồng vị, mỗi nguyên tử carbon trong than chì được kết nối với ba nguyên tử carbon khác xung quanh nó, được sắp xếp theo cấu trúc lục giác giống như tổ ong, trong đó mỗi nguyên tử carbon phát ra một điện tử tự do, vì vậy than chì dẫn điện.Hiệu suất rất tốt, cao hơn khoảng 100 lần so với vật liệu phi kim loại thông thường.
Tuy nhiên, ngay cả như vậy, sự dẫn điện của dây composite sợi carbon không phụ thuộc vào sợi carbon, bởi vì độ dẫn điện của sợi carbon vẫn không tốt bằng kim loại.Nhựa tích hợp các sợi carbon được sắp xếp theo chiều dọc thành một tổng thể, làm cho sợi carbon kém dẫn điện hơn, vì vậy sợi carbon ở đây không dùng để dẫn điện mà dùng để chịu trọng lượng.Cấu trúc của dây lõi composite sợi carbon tương tự như cấu trúc của dây nhôm lõi thép thông thường.Nó cũng được chia thành dây lõi bên trong và dây nhôm bề mặt.Dây lõi chịu phần lớn ứng suất cơ học của chính dây, trong khi dây nhôm bên ngoài chịu nhiệm vụ dòng điện.
Hóa ra dây chịu lực trong dây đều là dây thép, thường là dây thép xoắn từ 7 sợi dây thép, bên ngoài là dây nhôm được cấu tạo bởi hàng chục sợi dây nhôm nhưng là sợi carbon tổng hợp. dây vật liệu là một sợi giữa bằng vật liệu composite sợi carbon, và bên ngoài là hình tứ giác.Dây nhôm nhiều sợi, như trong hình bên dưới, bên trái là dây nhôm dây thép và bên phải là dây lõi composite sợi carbon.
Chúng tôi biết rằng mặc dù thép có độ bền kéo và độ dẻo dai tốt, nhưng mật độ của nó rất lớn nên rất nặng, nhưng mật độ của vật liệu composite sợi carbon nhỏ hơn nhiều, chỉ bằng 1/4 so với thép và trọng lượng của nó chỉ bằng nhau âm lượng.Tuy nhiên, lực kéo và độ dẻo dai của sợi carbon tốt hơn thép, thường ít nhất gấp đôi lực kéo của thép, vì vậy mục đích chính của việc sử dụng vật liệu composite sợi carbon là giảm trọng lượng của dây và cùng độ dày của sợi carbon Vì lực kéo tốt hơn nên nó cũng có thể mang nhiều dây nhôm hơn, làm cho dây hoặc cáp dày hơn để truyền nhiều dòng điện hơn.
Vì dây composite sợi carbon có các đặc tính tuyệt vời đã đề cập ở trên là mật độ thấp, trọng lượng nhẹ, lực kéo lớn và độ bền cao, nên nếu vật liệu này có thể được sử dụng trong một thời gian dài, nó có khả năng thay thế dây thép và dây nhôm trong tương lai.Dây thường được sử dụng và dây sợi carbon có tác dụng làm nóng khi được cấp điện, vì vậy nó cũng sẽ được sử dụng làm dây đốt nóng trong một số ngành công nghiệp.Do đó, dây hiện tại không nhất thiết phải là kim loại và dây phi kim loại cũng sẽ ngày càng xuất hiện thường xuyên hơn.
Thời gian đăng: 15-09-2022