Panduan untuk material listrik untuk semua orang. Bagian 2

Bimbingan lanjutan tentang bahan-bahan listrik. Pada bagian ini, kami terus membongkar konduktor: Besi, Emas, Nikel, Tungsten, Merkuri.


Selamat Datang di Cat (TRAFFIC)

Besi

Fe adalah besi. Bahan struktural utama dalam industri juga digunakan dalam teknik listrik. Konduktivitas yang buruk dibandingkan dengan tembaga diimbangi dengan harga yang sangat rendah. Dan, yang lebih penting di Rusia, kurang menarik bagi para pemburu logam, membumi dari pipa berkarat tebal akan bertahan lebih lama tanpa perlindungan untuk bus tembaga yang indah.

Dalam teknologi, besi digunakan hampir secara eksklusif dalam bentuk paduan dengan besi cor dan baja. Sifat-sifat baja dari nilai yang berbeda sangat berbeda: dari alat yang ringan hingga keras.

Contoh aplikasi

Perangkat keras Sekrup, ring, mur dari baja dibuat dalam jumlah besar pada peralatan yang dirancang khusus untuk ini. Perangkat keras dari logam lain sangat langka dan jauh lebih mahal. Oleh karena itu, dalam kebanyakan kasus, ujung tembaga dari kawat tembaga akan ditarik ke bus tembaga dengan baut baja. Juga penting adalah kekuatan tinggi baja, jangan kencangkan baut tembaga dengan baja. Perhatikan angka-angka di kepala baut: mereka menunjukkan kekuatannya. Semakin besar angkanya, semakin kuat bautnya bisa dikencangkan.

Blok terminal, konektor. "Kacang" yang terkenal mengandung pelat baja dengan lapisan pelindung terhadap korosi. Selain itu, penggunaan baja diperlukan untuk mencegah korosi galvanik saat menghubungkan kabel tembaga dan aluminium.


Konektor "mur". Di dalam selubung plastik, satu set pelat baja dengan sekrup memungkinkan Anda untuk bercabang dari inti kabel tanpa memotong inti itu sendiri. Ini juga memungkinkan Anda untuk beralih dari aluminium ke tembaga.

Loop tanah Persyaratan keamanan listrik wajib menyediakan pembumian. Seringkali, dalam kondisi industri, bus landasan terbuat dari baja canai, dipasang di sepanjang dinding. Konduktivitas listrik yang buruk dari baja dikompensasi oleh penampang konduktor yang besar. Dalam banyak kasus, aturan dan standar keselamatan mensyaratkan bahwa bagian pembumian dibuat dari baja khusus untuk alasan kekuatan mekanik.


Strip baja yang membungkus kolom adalah bus darat.

Sifat magnetik baja banyak digunakan - inti transformator dan choke dirakit dari pelat baja.

Kekurangan

Korosi Besi berkarat, sedangkan kerapatan karat lebih rendah dari kerapatan besi asli, karena itu, strukturnya membengkak . Karena itu, besi dilapisi dengan lapisan pelindung - galvanis, timah, pelapisan kromium, pengecatan, dll. Tingkatan baja yang berbeda rentan terhadap korosi pada tingkat yang berbeda-beda, dan menurut hukum kekejaman, adalah yang paling mudah diproses pada mesin yang paling berkarat.

Emas

Au - Emas. Logam mulia yang paling bodoh. Ini memiliki penggunaan paling sedikit dalam teknologi semua logam mulia, tetapi merupakan simbol kekayaan. Anehnya lebih mahal daripada platinum (2017), yang tidak memiliki akal sehat dan hanya hasil spekulasi.

Contoh aplikasi

Pelapis kontak. Karena fakta bahwa emas tidak teroksidasi di udara, kontak dilapisi dengan lapisan emas yang sangat tipis.


Pelapisan emas pada berbagai komponen elektronik: pelapisan pada kontak papan untuk pemasangan di slot, pelapisan pada kontak tombol membran pada ponsel, pelapisan pada pin prosesor.

Perlindungan korosi. Beberapa aplikasi kritis menggunakan pelapisan emas untuk melindungi konduktor dari korosi (terutama militer). Dulu, pelapisan emas adalah satu-satunya cara untuk melindungi elektronik dari korosi di hutan, begitu banyak komponen radio tua bahkan memiliki rumah berlapis emas. Dan sekarang mereka biasanya hanya mengisi papan dengan senyawa di "batu bata".

Fakta menarik tentang emas

• Emas adalah salah satu dari empat logam yang memiliki warna dalam keadaan tidak teroksidasi. Semua logam lain berwarna putih (emas dan cesium berwarna kekuningan, tembaga berwarna kemerahan dan emas dalam paduan, osmium memiliki warna biru).
• Kepadatan emas sedikit berbeda dari kepadatan tungsten (19,32 g / cm ³ untuk emas, 19,25 g / cm ³ ), ini digunakan untuk membuat ingot emas palsu , yang mencakup ingot tungsten dengan lapisan emas. Mungkin ini adalah salah satu alasan mengapa orang Amerika tidak mengizinkan siapa pun untuk memverifikasi keaslian cadangan emas mereka. Dan mungkin itu sebabnya mereka tidak segera memberikan emas mereka ke Jerman.
• Dimungkinkan untuk mengekstraksi emas secara kimiawi dari segunung elektronik tua, tetapi tidak selalu layak secara ekonomi dan dituntut oleh hukum (Pasal 191, 192 KUHP Federasi Rusia).

Nikel

Ni - Nikel. Logam yang luar biasa, tetapi dalam teknologi elektronik aplikasi utama - sebagai alternatif murah untuk kontak pelapis emas. Jika kontak dilapisi dengan logam putih mengkilap, maka kemungkinan besar nikel.

Contoh aplikasi

Hubungi plating. Itu diterapkan pada tembaga, plastik, untuk kontak yang dapat diandalkan dan untuk tujuan dekoratif. Orang Cina yang serakah kadang-kadang terkadang membuat kontak dari plastik, menutupinya dengan lapisan nikel dan kromium, tampak normal di luar, bahkan cara kerjanya, tetapi tidak ada pertanyaan tentang keandalan.


Berbagai konektor berlapis nikel untuk kontak yang andal.


Pada konektor di sebelah kanan, untuk menghemat logam, inti pin berlubang dengan plastik. Sebuah tabung kuningan berlapis nikel dari mana pin dibuat bukanlah pilihan terburuk.

Lead arus di lampu. Paduan platina (46% Ni, 0,15% C, sisanya Fe) tidak mengandung platinum, tetapi memiliki nilai ekspansi termal linier yang sangat dekat dengan platinum, yang memungkinkan untuk membuat elektroda yang andal melewati kaca darinya. Ketika suhu berubah, elektroda semacam itu tidak menyebabkan kaca pecah atau kehilangan kekencangan.

Lapisan pelindung menengah. Untuk melindungi dari korosi, difusi timbal balik logam selama pelapisan, lapisan nikel antara dapat dibentuk. Ujung setrika solder modern dilindungi oleh lapisan nikel, ujung tembaga telanjang perlahan larut dalam timah, kehilangan bentuknya.

Tungsten

W - Tungsten. Logam tahan api, titik leleh 3422 derajat Celcius, yang menentukan penggunaan utamanya - filamen dan elektroda.

Contoh aplikasi

Filamen. Pada lampu pijar, pada lampu halogen, spiral terbuat dari tungsten, dipanaskan oleh arus listrik hingga panas putih, dengan tetap mempertahankan bentuknya. Selain itu, katoda dalam tabung radio terbuat dari tungsten, tetapi tidak memanas hingga suhu setinggi lampu penerangan, dan lapisan khusus pada katoda memungkinkan emisi termionik untuk melanjutkan pada suhu rendah.


Lampu pijar yang kuat dari proyektor. Bahkan tungsten tahan api akhirnya menguap dan mengendap di dinding labu dalam bentuk lapisan gelap. Lampu halogen dirampas dari kekurangan ini.


Filamen lampu halogen ini terbuat dari tungsten. Halogen, biasanya uap yodium, secara kimia mengikat tungsten yang menguap dari filamen dan mengembalikannya ke filamen, yang memungkinkan untuk meningkatkan suhu filamen spiral dan mengurangi ukuran lampu tanpa takut tungsten secara bertahap akan menetap di dinding bohlam.

Elektroda lampu busur dan elektroda las. Dalam lampu busur xenon, lampu busur merkuri, elektroda harus menahan suhu busur listrik, sementara tidak meleleh dan tanpa mengubah bentuknya, yang hanya mungkin untuk tungsten. Juga, elektroda untuk pengelasan elektroda yang tidak habis pakai terbuat dari tungsten (pengelasan TIG).

Anoda tabung sinar-X. Aliran elektron dari katoda dalam tabung x-ray, dipercepat oleh tegangan tinggi, dihambat dengan membombardir anoda, memanaskannya sangat banyak, oleh karena itu anoda seperti itu, terutama jika mereka tidak memiliki pendingin air, sering terbuat dari tungsten. Namun, di laboratorium fisik, anoda yang terbuat dari tembaga atau kobalt juga sering digunakan karena kekhasan spektrum sinar-X dari
anoda.

Sumber

Tungsten bukan bahan yang sangat plastik, jadi tidak mungkin Anda bisa meluruskan spiral dari lampu pijar dan menggunakannya sesuka Anda. Jika Anda tiba-tiba membutuhkan batang tungsten, Anda akan memerlukan toko pengelasan, elektroda untuk obor TIG tanpa isi lantanum dan zat tambahan lainnya. Tidak sulit untuk membeli kawat untuk filamen dari peralatan buatan sendiri di eBay.

Penandaan warna elektroda:

• Hijau adalah tungsten murni.
• Merah, oranye - tungsten + thorium (Radioaktif! Jangan menggiling, jangan memotong - debu berbahaya!).
• Biru - tungsten + campuran kompleks.
• Hitam, kuning, biru - tungsten + lantanum.
• Abu-abu adalah tungsten + cerium.
• Putih - tungsten + zirkonium.

Merkuri

Hg - Merkuri. Pada suhu kamar, logam cair mengkilap mengumpulkan bola. Untuk alasan lingkungan, penggunaan merkuri berkurang, tetapi banyak digunakan pada peralatan yang lebih tua, jadi perlu disebutkan.

Seperti kebanyakan logam, merkuri membentuk paduan. Tetapi merkuri, yang berbentuk cair pada suhu kamar, mampu bercampur dengan logam tanpa pemanasan tambahan, melarutkannya. Terlarut dalam logam merkuri, paduan logam dengan merkuri disebut "amalgam."

Contoh aplikasi

Kontak cairan dalam sensor posisi, termometer elektrokontaktor merkuri.


Berbagai perangkat merkuri. Di sebelah kiri adalah sakelar merkuri yang kuat yang menutup / membuka sirkuit saat dimiringkan. Di bawah ini dengan syal hitam - sakelar merkuri China yang serupa - sensor posisi dari kit anak-anak dengan Arduino. Di atas adalah bohlam termometer kontak merkuri. Kabel dilebur ke dalam gelas sehingga pada suhu 70 ° C kolom merkuri dalam kapiler menutup sirkuit (suhu ditunjukkan pada kasing).

Dalam termometer. Titik beku rendah, titik didih tinggi dan koefisien ekspansi termal yang tinggi menjadikan merkuri salah satu zat yang paling nyaman untuk termometer laboratorium dan medis. Dalam termometer rumah tangga, merkuri belum digunakan untuk waktu yang sangat lama.

Dalam manometer dan barometer. Merkuri berat, jadi 70-80 cm dari ketinggian kolom merkuri cukup untuk menyeimbangkan tekanan atmosfer. Meskipun barometer merkuri sebagian besar sudah usang, unit tekanan ukuran "milimeter merkuri", dan dalam teknologi vakum - "mikron merkuri" dan "torr" (versi bulat mmHg) digunakan hingga hari ini. Tekanan atmosfer normal dianggap 760 mm. Hg. Seni

Dalam elemen normal. Baterai ( Upaya untuk memberi daya pada produk buatan sendiri dari baterai semacam itu akan mengakibatkan kegagalan - baterai memiliki resistansi internal yang besar (dari beberapa kOhms) dan tidak dimaksudkan untuk memberikan arus lebih dari seratus mikroampere, dan bahkan kemudian
istirahat. ) dengan elektroda merkuri cair, di mana merkuri dan kadmium sulfat larut, memiliki ggl yang dikenal dan stabil hingga satuan mikrovolt (secara teoritis 1,018636 V pada 20 ° C). Elemen-elemen tersebut masih digunakan dalam metrologi sebagai sumber tegangan referensi, meskipun mereka digantikan oleh sirkuit semikonduktor. Kapal dengan merkuri dalam elemen normal disegel, namun itu adalah kaca, dan ada banyak merkuri di dalamnya. Oleh karena itu, berhati-hatilah jika Anda menemukan tempat botol besi bundar dengan tutup bakelite, terminal, dan tulisan "elemen normal" pada bakelite. Di dalam, dia memiliki tabung gelas dengan zat-zat yang sangat berbahaya.



Unsur tersebut adalah saturasi normal, NE-65, kelas akurasi 0,005. Tampilan penampungan elemen normal dapat bervariasi. Di bawah ini adalah isi kasing, merkuri terlihat di bagian bawah termos. Barang-barang tersebut harus dibuang oleh organisasi khusus.

Dalam pompa vakum difusi. Aliran uap merkuri yang meninggalkan nosel dengan kecepatan tinggi menangkap molekul udara dan menariknya keluar dari volume yang dipompa. Uap merkuri kemudian mengembun dengan mendinginkannya dengan nitrogen cair dan digunakan kembali. Pompa jenis ini pernah digunakan untuk memompa tabung radio. Sekarang, alih-alih minyak merkuri, minyak silikon non-toksik dan cair-nitrogen digunakan, tetapi dalam
beberapa laboratorium masih dapat menemukan sistem merkuri lama.

Uap merkuri adalah gas kerja dari lampu fluorescent. Terlepas dari kenyataan bahwa lampu fluoresen harus mengandung sejumlah kecil merkuri, di beberapa lampu merkuri ditambahkan dari hati, dan Anda dapat melihat bola merkuri bergulung di bola lampu. Uap air raksa, ketika tereksitasi oleh arus listrik, memancarkan cahaya terang, terutama di daerah biru dan ultraviolet. Selain itu, spektrum merkuri memiliki doublet kuning dan hijau cerah, dengan keberadaan lampu merkuri dapat dengan mudah dibedakan dari yang lain dengan melihatnya melalui prisma atau refleksi dalam CD. Lampu merkuri khusus di laboratorium digunakan sebagai sumber lampu hijau dengan panjang gelombang yang diketahui.

Di thyratron dan penyearah merkuri yang kuat. Ini digunakan dengan cara yang sama seperti pada lampu merkuri. Katup merkuri yang kuat secara luas digunakan untuk memberi daya pada lokomotif di jalur kereta api dan tugas serupa lainnya sampai munculnya perangkat semikonduktor.

Sebagai pelarut untuk logam dalam pemisahan emas dan platinum dari bahan baku dengan penggabungan dan dalam pembuatan cermin. Merkuri menguap, logamnya tetap. Kadang-kadang proses ini secara keliru disebut "pemurnian", membingungkannya dengan cara yang sama sekali berbeda untuk memisahkan logam mulia.

Dalam meter waktu merkuri. Dalam teknik lama, coulometer kapiler merkuri digunakan sebagai penghitung untuk jam kerja perangkat. Cemerlang dalam desain kesederhanaan dan keandalan. Sayangnya dalam koleksi saya ini bukan, tapi di sini ada video yang bagus.

Dalam tambalan gigi amalgam. Ditemukan hingga hari ini, terutama di Amerika Serikat.

Toksisitas

Semua produk yang mengandung merkuri harus dibuang oleh layanan khusus. Mereka tidak boleh dibuang bersama limbah rumah tangga untuk mencegah merkuri menumpuk di TPA.

Semua tumpahan air raksa harus dikumpulkan dan permukaannya dikurangi. Merkuri menguap dengan baik pada suhu kamar, jadi bola merkuri yang digulung ke dalam slot akan meracuni udara untuk waktu yang lama.

Demercurisasi

Jika Anda memiliki produk merkuri yang rusak, ambil langkah-langkah berikut:

1. Buka ventilasi dan berikan ventilasi.

2. Hubungi layanan demercurisasi khusus di kota Anda. Profesional tidak hanya akan menghilangkan merkuri dengan benar, tetapi juga mengukur konsentrasi uap merkuri
di dalam ruangan. Jika tiba-tiba di kota Anda tidak ada layanan demercurisasi, Anda jauh dari peradaban, maka proses demercurisasi harus dilanjutkan sendiri.

3. Kumpulkan manik-manik merkuri yang terlihat dalam wadah kedap udara. Mereka mudah dirakit bersama dengan dua lembar kertas yang dipotong dengan baik, menggabungkan bola ke dalam wadah yang sudah disiapkan. Bola merkuri terkecil dari slot dapat ditarik dengan jarum suntik atau sikat yang terbuat dari logam yang membasahi merkuri (seperti tembaga). Tentu saja, setelah menggunakan "alat" seperti itu akan terkontaminasi merkuri dan harus dibuang.

Kemudian, dengan menggunakan bahan kimia, sisa merkuri yang tidak terlihat oleh mata dikonversi menjadi garam yang tidak mudah menguap tetapi masih beracun, yang dapat dengan aman dihilangkan dari permukaan dengan deterjen. Untuk melakukan ini, gunakan larutan natrium permanganat 0,2% ("kalium permanganat") yang diasamkan dengan menambahkan 0,5% asam klorida atau 20% larutan ferric chloride (larutan yang mengandung racun papan). Berlawanan dengan instruksi dalam buku-buku tua, tertidur di lokasi tumpahan dengan bubuk belerang tidak efektif.

4. Bilas area yang dirawat dengan deterjen dan air.

5. Semua merkuri yang terkumpul dan barang-barang yang terkontaminasi harus dikemas secara hermetis dan dibawa ke organisasi khusus.

Apa yang jelas tidak layak dilakukan saat menumpahkan merkuri:

1. Panik dan terburu-buru. Terkadang, dalam kecelakaan kecil, panik dan terburu-buru lebih banyak merusak daripada kecelakaan itu sendiri. Saya ingat sepeda yang direkam oleh Yu.A. Zolotov:

Suatu ketika, ketika seorang profesor di Universitas Negeri Moskow Aleksey Nikolaevich Kost mengadakan lokakarya tentang kimia organik, salah satu siswa memecahkan botol dengan eter dan uapnya pecah. Dengan panik, seseorang datang berlari dengan pemadam api karbon dioksida dan memadamkan api dengan susah payah. Selama ini, Kost dengan tenang duduk di mejanya dan berbicara dengan seseorang. Kemudian, ketika semua orang tenang, dia pergi ke tempat kejadian dan memesan:
- Cocok!
Mereka memberinya sebuah kotak, ia memukul korek api dan melemparkannya ke genangan eter yang belum mengering. Api menyala lagi, semua orang tercengang. Dan Kost, tanpa ribut-ribut, mengambil selimut api, dengan cekatan menutupinya dengan api dan berkata:
- Anda perlu membakar dengan terampil!

2. Mencoba mengumpulkan merkuri dengan penyedot debu, penyedot debu hanya akan menghancurkan dan menguapkan bola merkuri hanya dalam mode turbo, akibatnya, seluruh ruangan dan penyedot debu itu sendiri akan terkontaminasi dengan ruta. Demikian pula, jangan gunakan sapu dan sikat untuk mengumpulkan merkuri - mereka hanya menyebarkan dan menghancurkan bola merkuri.

3. Tiriskan merkuri ke wastafel atau toilet. Merkuri jauh lebih berat daripada air, sehingga akan menetap secara permanen di tikungan pertama pipa - di segel air atau siku.

Beberapa kata tentang toksikologi merkuri

Beberapa memainkan bola merkuri di masa kanak-kanak, dan "tidak ada apa-apa dengannya" Memang, bertentangan dengan kepercayaan umum, merkuri logam tidak berbahaya selama kontak jangka pendek. Alasan rendahnya toksisitas merkuri logam adalah bioavailabilitasnya yang buruk. Tidak larut dalam air dan bersifat kimiawi, hampir seperti logam mulia, tidak dapat dengan cepat masuk ke dalam tubuh.

Menghirup uap merkuri berbahaya, dan ini adalah satu-satunya cara memasuki tubuh. Menyentuh merkuri dengan jari-jari Anda tidak menambah bahaya tambahan. Selain itu, bahkan konsumsi merkuri biasanya terjadi tanpa konsekuensi kesehatan. Merkuri secara kimiawi cukup lembam dan meninggalkan tubuh secara alami. , , . : , , , , .

, , , . — , , . , .
, — . — , . . , .

- , . (. 234 ). , , . , . ( ) — .

Tautan ke bagian manual:

1 : Konduktor: Perak, Tembaga, Aluminium.
2 : Konduktor: Besi, Emas, Nikel, Tungsten, Merkuri.
3 : Konduktor: Karbon, nikrom, paduan termostabil, solder, konduktor transparan.
4 : Dielektrik anorganik: Porselen, gelas, mika, keramik, asbes, gas, dan air.
5 : Dielektrik semi-sintetik organik: Kertas, alkali, parafin, minyak dan kayu.
6 : Sintesis dielektrik berdasarkan resin fenol-formaldehida: karbolit (bakelite), getinax, textolite.
7 : Dielektrik: Fiberglass (FR-4), kain pernis, karet dan karet keras.
8 : Plastik: polietilen, polipropilen dan polistirena.
9 : Plastik: polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate dan silikon.
10 : Plastik: poliamida, polimida, polimetil metakrilat dan polikarbonat. Sejarah penggunaan plastik.
11 : Kaset dan tabung isolasi.
12 : Final