Quando si tratta di fili, pensiamo innanzitutto a fili di rame, fili di alluminio, fili di ferro e altri fili metallici.Sono tutti realizzati in pura trafilatura metallica.Il motivo per cui vengono utilizzati i metalli è che tutti i metalli hanno una buona conduttività elettrica.Il motivo per cui i metalli hanno una buona conduttività elettrica è perché gli atomi di metallo hanno meno elettroni esterni.Dopo che sono stati combinati in gruppi atomici, anche lo strato esterno di ciascun atomo ha solo uno o due elettroni e ruota attorno ad esso, in modo che lo strato esterno dell'atomo abbia solo uno o due elettroni.Ci saranno più posti vacanti di elettroni nello strato, quindi gli elettroni estranei possono facilmente entrare e muoversi, e il metallo è facile da condurre l'elettricità, quindi i fili che abbiamo visto sono fondamentalmente di metallo.
A causa della buona conduttività del metallo, i fili di corrente sono fondamentalmente metallici.I fili possono essere sostituiti da altri materiali senza contatto?Possibile anche, come la fibra di carbonio.
Molti amici sanno che la fibra di carbonio è molto resistente, ma non sanno che alcune fibre di carbonio sono conduttive.Questo perché tali fibre hanno una struttura atomica simile alla grafite e la grafite è un buon conduttore, che è una specie di elemento di carbonio.Allotropi, ogni atomo di carbonio nella grafite è connesso con altri tre atomi di carbonio attorno ad esso, disposti in una struttura esagonale a nido d'ape, in cui ogni atomo di carbonio emette un elettrone libero, quindi la grafite conduce l'elettricità.Le prestazioni sono molto buone, circa 100 volte superiori a quelle dei normali materiali non metallici.
Tuttavia, anche così, la conduzione della corrente nel filo composito in fibra di carbonio non dipende dalla fibra di carbonio, perché la conduttività della fibra di carbonio non è ancora buona come quella del metallo.La resina integra i filamenti di fibra di carbonio disposti longitudinalmente in un tutto, il che rende la fibra di carbonio meno conduttiva, quindi la fibra di carbonio qui non viene utilizzata per condurre elettricità, ma per sostenere il peso.La struttura dell'anima composita in fibra di carbonio è simile a quella del tradizionale filo intrecciato in alluminio con anima in acciaio.È anche diviso nel filo interno e nel filo di alluminio superficiale.Il filo di anima sopporta la maggior parte delle sollecitazioni meccaniche del filo stesso, mentre il filo di alluminio esterno sopporta il flusso di corrente.
Si scopre che i fili portanti nei fili sono tutti fili di acciaio, di solito funi di acciaio intrecciate da 7 trefoli di fili di acciaio, e l'esterno è un filo di alluminio composto da dozzine di trefoli di fili di alluminio, ma il composito in fibra di carbonio il filo di materiale è un filo centrale di materiale composito in fibra di carbonio e l'esterno è quadrilatero.Filo di alluminio a più trefoli, come mostrato nella figura sottostante, la sinistra è il filo di alluminio del filo di acciaio e la destra è il filo con anima composita in fibra di carbonio.
Sappiamo che sebbene l'acciaio abbia una buona resistenza alla trazione e tenacità, la sua densità è molto grande, quindi è molto pesante, ma la densità dei materiali compositi in fibra di carbonio è molto più piccola, solo 1/4 dell'acciaio e il suo peso è solo lo stesso volume.Tuttavia, la forza di trazione e la tenacità della fibra di carbonio sono migliori di quelle dell'acciaio, generalmente almeno il doppio della forza di trazione dell'acciaio, quindi lo scopo principale dell'utilizzo di materiali compositi in fibra di carbonio è ridurre il peso del filo e lo stesso spessore di fibra di carbonio Poiché la trazione è migliore, può anche trasportare più filo di alluminio, rendendo il filo o il cavo più spesso per far passare più corrente.
Poiché il filo composito in fibra di carbonio ha le proprietà eccellenti sopra menzionate di bassa densità, leggerezza, grande forza di trazione e forte tenacità, se questo materiale può essere utilizzato a lungo, è probabile che sostituisca il filo di acciaio e il filo di alluminio in il futuro.Il filo comunemente usato e il filo in fibra di carbonio ha un effetto riscaldante quando viene alimentato, quindi verrà utilizzato anche come filo riscaldante in alcuni settori.Pertanto, il filo corrente non è necessariamente un metallo e anche il filo non metallico apparirà sempre più spesso.
Tempo di pubblicazione: 15 settembre 2022