Miedź w elektrotechnice Praktyczne zastosowania materiałów ..., Prezentacje z Maszyny elektryczne

Pobierz Miedź w elektrotechnice Praktyczne zastosowania materiałów ... i więcej Prezentacje w PDF z Maszyny elektryczne tylko na Docsity! Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 1 Miedź w elektrotechnice Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących Stefan Fassbinder Niemiecki Instytut Miedzi Maj 2010 Nr ref EIM: EIM08102 Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 2 Metale: znane i uniwersalne materiały Przewodniki metaliczne: ograniczony wybór Aluminium, którego przewodność wynosi około 60% przewodności miedzi, nie mieści się na podium trzech najlepszych metalicznych przewodników elektryczności. Złoty medal, – jeżeli tak można powiedzieć, otrzymuje srebro, srebrny medal przypada miedzi, a złoto zajmuje trzecie miejsce. Aluminium zajmuje czwarte miejsce, tuż za złotem, ale znacznie wyprzedza resztę przewodników (p. tabela 1). Wysokie ceny złota i srebra powodują, że ich stosowanie do wyrobu kabli, drutów, przewodów i maszyn elektrycznych jest nieekonomiczne, chociaż w znikomych ilościach są używane do wewnętrznych połączeń obwodów scalonych. Pod względem przewodności elektrycznej wszystkie pozostałe pierwiastki i związki chemiczne, obejmujące także materiały nieprzewodzące, pozostają w tyle za tymi czterema metalami. Stopy, będące mieszaninami różnych metali mają znacznie niższą przewodność elektryczną niż czyste metale. Zatem jedynymi metalami, zapewniającymi wysoką przewodność elektryczną po ekonomicznie opłacalnych cenach, są aluminium i miedź, która wyznacza poziom odniesienia dla wszystkich pozostałych materiałów. Według dokumentów opublikowanych przez Niemiecki Instytut Miedzi (DKI), przewodność elektryczna miedzi stosowanej do celów elektrotechnicznych (Cu-ETP-1, Cu-OF-1 lub Cu-OFE) wynosi 58,58 MS/m [1]. T Norma IEC 60028 podawała wartość 58,51 MS/m już w roku 1925. Odpowiada to 101% wartości wg międzynarodowego systemu standardów IACS, w którym 1913 r. jako standard przewodności elektrycznej dla celów technicznych przyjęto wartość przewodności miedzi wynoszącą 58,00 MS/m [2,3] – Względem tej wartości winna być wyznaczana przewodność elektryczna wszystkich innych materiałów przewodzących. Tabela 1. Wartości rezystywności wybranych materiałów metalicznych w porównaniu do rezystywności różnych rodzajów wody, gleby i skał, które przy omawianiu systemów uziemień są często taktowane jako „przewodzące”. Aluminium jest metalem lekkim o gęstości zaledwie 30% gęstości miedzi. Ponadto, bieżąca cena aluminium, podawana zawsze za jednostkę ciężaru (ściśle mówiąc za jednostkę masy) jest zwykle nieco, a czasami znacznie niższa niż cena miedzi. Jednakże zasadniczą wielkością, która określa ilość materiału przewodzącego potrzebną dla konkretnego zastosowania, jest przekrój poprzeczny przewodu. Liczy się, zatem objętość a nie masa (lub ciężar) materiału. Chociaż lepsza przewodność miedzi oznacza, że miedź o objętości dwóch litrów może zastąpić aluminium o objętości większej niż trzy litry, potrzebna masa miedzi jest dwukrotnie większa od masy aluminium. Dlaczego zatem w Europie Zachodniej aluminium jest bardzo rzadko stosowane w produkcji maszyn elektrycznych? Albo, dlaczego maszyny elektryczne wykorzystujące miedź są lżejsze i bardziej zwartej budowy niż konstrukcje (o tej samej sprawności) z zastosowaniem aluminium? Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 5 Kable i przewody W rozważaniach dotyczących kabli i przewodów zasadniczym kryterium jest przestrzeń. W kablach niskiego napięcia w osłonie z tworzywa sztucznego i o indywidualnym przekroju żył do 10 mm2 (Rys. 5) lub w kablach wysokiego napięcia (Rys. 2), lwią część przekroju poprzecznego zajmuje materiał izolacyjny. W przypadku zastosowania żył aluminiowych zamiast miedzianych, konieczna dodatkowa powierzchnia przekroju poprzecznego jest w zasadzie pomijalna. Dotyczy to przynajmniej konwencjonalnych kabli w osłonie z tworzywa sztucznego. Kable i przewody w izolacji mineralnej (Rys. 3) są nie tylko całkowicie ognioodporne [6], lecz również zajmują mniej miejsca (Rys. 4) niż zwykłe kable w osłonie z tworzywa sztucznego. Jak dotąd, kable w izolacji mineralnej były również wyposażane w osłonę aluminiową, ale to rozwiązanie nie przyjęło się i normą pozostaje osłona miedziana. Rysunek 5. Nawet w przypadku przewodów instalacyjnych i połączeniowych, materiał żyły ma nadal mniejszy udział w powierzchni przekroju poprzecznego niż materiały izolacyjnej. Rysunek 6. Tylko w niskonapięciowych kablach o dużych prądach znamionowych materiał żyły stanowi większą część całkowitego przekroju poprzecznego kabla. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 6 W większości krajów europejskich miedź jest nadal stosowana głównie, jeżeli nie wyłącznie, w instalacjach elektrycznych budynków. Dlaczego więc większość europejskich norm nie dopuszcza stosowania przewodów aluminiowych o przekrojach do 16 mm2 (lub w pewnych przypadkach) do 10 mm2? Istnieją trzy główne powody:  Aluminium, chociaż jest dosyć plastyczne, nie jest jednak tak plastyczne jak miedź. Końce sztywnych przewodów ułożonych w ścianie, np. połączenia podtynkowych gniazd wtyczkowych, poddawane wielokrotnemu zginaniu mają tendencję do ułamywania się. Może to być przyczyną problemów, jeżeli miejsce mającego nastąpić pęknięcia znajduje się wewnątrz powłoki izolacyjnej, a przewód jest nadal użytkowany. W takich przypadkach uszkodzenie pozostaje nie wykryte dopóki przewód nie zostanie obciążony znacznym prądem (tj. bliskim dopuszczalnej obciążalność długotrwałej). Sytuacja taka może zaistnieć po latach eksploatacji jednak, gdy już nastąpi, materiał przewodu wytapia się w punkcie przerwania i może wystąpić długotrwałe iskrzenie. Aluminium przejawia również większą tendencję do tworzenia lokalnych przewężeń niż miedź, a ponieważ ma niższą od miedzi temperaturę topnienia i niższy współczynnik przewodzenia ciepła a spowodowane tym wytapianie się metalu łatwiej następuje w kablach z aluminiowymi żyłami i w przewodach aluminiowych. W najgorszym przypadku może to spowodować zapalenie się aluminium i przepalenie, podobnie jak bezpiecznika topikowego.  Powierzchnia aluminium wystawiona na działanie powietrza szybko pokrywa się twardą, odporną warstwą nieprzewodzącego tlenku, która utrudnia utrzymanie styku elektrycznego. Nawarstwienie się tlenku w punktach doprowadzenia lub połączenia przewodów albuminowych może lokalnie zwiększyć rezystancję przewodnika. Zwiększona rezystancja może powodować wzrost temperatury wiążący się z ryzykiem cieplnego uszkodzenia materiału izolacyjnego i z możliwością pożaru. Miedź, wystawiona na działanie powietrza również ulega utlenianiu ale, co zaskakujące, nie uniemożliwia styku elektrycznego nawet jeżeli przewodność tlenków miedzi (CuO i Cu2O) jest około 13 rzędów wielkości większa od przewodności miedzi w stanie czystym i trudno uważać je za materiały przewodzące.  Aluminium ma skłonność do pełzania, materiał ten poddany dużym naciskom z czasem wypływa. Jednym ze skutków tego zjawiska jest to, że połączenia o początkowo dobrym docisku z upływem czasu stają się luźne. Istnieją technologie łączenia pozwalające uporać się z tym problemem. W przypadku instalacji o stosunkowo małej liczbie połączeń (np. napowietrzne linie przesyłowe WN) warto, więc dołożyć starań i ponieść dodatkowe koszty, natomiast jest to nieopłacalne w przypadku bardziej złożonych, rozgałęzionych sieci jak np. w budynkach. Druga z trzech powyżej wymienionych właściwości aluminium stanowi o tym, że połączenia końców przewodów aluminiowych powinny być zawsze wykonywane jako styki dociskane śrubami. Niestety trzecia omawiana wyżej cecha oznacza, że połączenia te nie zawsze będą trwałe. Pomocne mogą tu być styki sprężynowe, ale ich niedogodnością są problemy związane występowaniem izolujących warstw tlenku aluminium. W obydwu przypadkach skutkiem jest powolny wzrost rezystancji w punkcie połączenia, a co za tym idzie, zwiększone ryzyko pożaru. Stare przepisy w dalszym ciągu chronią stare aluminiowe instalacje na obszarze dawnych Wschodnich Niemiec i większości krajów Wschodniej Europy, ale jedyną ochroną, którą tego rodzaju przepisy zapewniają jest ochrona przed groźbą modernizacji! Na szczęście są obecnie dostępne metody, które umożliwiają prawidłowe połączenie elektryczne między starymi „chronionymi” instalacjami i nowymi systemami elektrycznymi. Złącza takie są wyposażone w styki z dociskiem sprężynowym oraz specjalną pastę stykową składającą się ze smaru i ostrych cząstek metalu. Z chwilą połączenia cząstki metalu penetrują warstwę tlenku, podczas gdy smar chroni powierzchnię styku przed ponowną korozją [7]. Miedź jest preferowanym materiałem żył w kablach wysokiego napięcia. Chociaż zastosowanie aluminium skutkowałoby tylko nieznacznym zwiększeniem pola przekroju żył to materiały izolacyjne i zewnętrzny ekran wymagane w przypadku kabli wysokiego napięcia są drogie i większy całkowity przekrój kabla równoważy oszczędności z użycia tańszego materiału żył – w przeciwieństwie do kabli niskiego napięcia (Rys. 6). Warto także pamiętać, że ekran kabla jest zawsze wykonywany z miedzi, ponieważ jest ona jedynym materiałem odpowiednim do tego celu. W razie zastosowania aluminium jako materiału żył, przetworzenie złomu kabla po zakończeniu jego (wprawdzie długiego) okresu eksploatacji, wymagałoby wprowadzenia dodatkowej operacji separowania tych dwóch metali. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 7 Jako materiał, czysta miedź ma praktycznie nieograniczony czas użytkowania. Może być dowolną liczbę razy przetwarzana powtórnie bez jakiejkolwiek utraty jakości. Około 45% obecnie zapotrzebowanej miedzi jest wytwarzane ze złomu a wyroby, w których została użyta (kable, transformatory, rury lub pokrycia dachowe) będą przez użytkowane długi czas, średnio około czterdziestu lat. Jednakże czterdzieści lat temu zapotrzebowanie na miedź stanowiło zaledwie około połowę dzisiejszych potrzeb. Oznacza to, że około 90% używanej wówczas miedzi jest obecnie nadal w użyciu. To samo w równym stopniu stosuje się do aluminium i innych metali. Metale nie są konsumowane, lecz używane. Który metal, do jakich zastosowań? Oprócz przewodności elektrycznej pozostałe, technologicznie istotne właściwości miedzi i aluminium różnią się tak znacznie (oczywistym przykładem jest tu gęstość), że ich obszary zastosowań są, i zawsze były, wyraźnie rozgraniczone (Rys. 7). W tym zakresie niewiele się zmieniło ani też nie niewiele może ulec zmianie. Jedynym, naprawdę nowatorskim rozwiązaniem, wprowadzonym w ostatnich latach, jest odlewanie miedzianych klatek wirników silników indukcyjnych. W istocie są tylko trzy, a obecnie cztery, dziedziny elektrotechniki, w których aluminium i miedź konkurują w tych samych segmentach rynku: Rysunek 7. Kabel podziemny zastosowany w siłowni Dietlikon w Szwajcarii – kompromisowe rozwiązanie, które łączy właściwości technologiczne miedzi i cenę aluminium. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 10 Rysunek 10. ... i przewody szynowe miedziane, wykonane z aluminium.  Jednym z najnowszych zastosowań są miedziane klatki wirników silników indukcyjnych (Rys. 1). Istotnym czynnikiem w tym zastosowaniu jest większa przewodność właściwa miedzi (na jednostkę objętości). Już sam ten czynnik powoduje, że warto stawić czoło problemom związanym z rozwojem tych urządzeń. Aby uzyskać więcej informacji czytelnik może skorzystać z ogólnie dostępnych źródeł.4, 5. Bezsporną domeną aluminium są kable nadziemne wysokiego napięcia, [12] dla których wymagania dotyczące przestrzeni nie mają większego znaczenia, natomiast istotną rolę odgrywa ciężar. Niższa wytrzymałość mechaniczna aluminium powoduje, że kabel wymaga wzmocnienia stalową linką nośną, ale nie zmienia to faktu, że kable takie mogą być wytwarzane po niskich kosztach i obydwa materiały mogą być łatwo odseparowane magnetycznie w procesie złomowania. Przewodniki niemetaliczne – czy realna alternatywa? T Półprzewodniki, takie jak german i krzem, umiejscowione w okresowym układzie pierwiastków pomiędzy metalami niemetalami, będące podstawą znanych nam obecnie układów elektronicznych, podlegają swoim własnym prawom i nie wchodzą w zakres tego artykułu. Ale zostawiając półprzewodniki poza rozważaniami, możemy zapytać czy metale są jedynymi materiałami zdolnymi do przewodzenia prądu elektrycznego. Lub, czy istnieją inne substancje, które mogą być użyteczne jako przewodniki elektryczności? Materiał do specjalnych zastosowań: węgiel Powszechnie znane są elektrody grafitowe stosowane w elektrycznych piecach łukowych jak również grafitowe elektrody, które były dawniej stosowane w lampach wyładowczych. Pierwsze lampy żarowe były faktycznie produkowane nie z włóknami wolframowymi, lecz węglowymi. Węglowe szczotki są nadal używane w maszynach elektrycznych prądu stałego do zapewnienia styku elektrycznego z działkami wirującego komutatora. Nazwa „szczotki” pochodzi od poprzednich rozwiązań, które były wykonywane z plecionki miedzianej i przypominały małe szczotki. Ponieważ grafit ma lepsze właściwości smarne niż miedź to w zastosowaniach, w których znacznie mniejsza przewodność elektryczna węgla jest niewystarczająca, wykorzystuje się spieki grafitu i miedzi (Rys. 11). Ponieważ spieki nie są stopami ich przewodność nie ulega zmniejszeniu, co zwykle związane jest z procesem wytwarzania stopu. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 11 Istotne w elektrochemii: przewodniki ciekłe Roztwory elektrolitów otrzymuje się zazwyczaj jako roztwory wodne zdysocjowanych soli, w których jony będące nośnikami ładunku elektrycznego mogą się swobodnie poruszać. Dysocjacja soli w roztworze wodnym w wyniku, której powstają przewodzące ciecze, leży u podstaw takich istotnych procesów jak elektroliza lub wytwarzanie energii elektrycznej w bateriach oraz decyduje o przewodności elektrycznej gruntu, chociaż jest ona bardzo niska i silnie zależna od warunków atmosferycznych. Aby wykazać zgodność z niektórymi (często zupełnie dowolnymi) dopuszczalnymi wartościami rezystancji gruntu, ci którzy orientują się w zagadnieniu, dokonują wymaganych pomiarów rezystancji po ulewnych deszczach. Warto podkreślić, że wartości rezystywności podane w lewej kolumnie tabeli 1 posiadają mnożnik 10 -6 . Wartości rezystywności metali i gruntu różnią się zatem o 6 do 12 rzędów wielkości! Polimery przewodzące - materiał dla nowej generacji kabli? Tworzywa sztuczne zdolne do przewodzenia prądu elektrycznego (tj. „samoistnie przewodzące” polimery organiczne) są rzadkością. Większość polimerów przewodzących elektryczność (tzw. polimery przewodzące) są tworzywami sztucznymi, w których zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego została wywołana przez wprowadzenie wypełniaczy takich, jak łuski ze stali nierdzewnej, włókna stalowe, kulki szklane pokryte srebrem, grafit lub sadza. Objętościowy udział tych dodatków jest zwykle ograniczony się do kilku procent tak, aby umożliwić wykorzystanie właściwości polimeru organicznego jako takiego. W rezultacie przewodność elektryczna tych materiałów jest, co najmniej o cztery rzędy wielkości mniejsza od przewodności metali; w niektórych przypadkach przewodność jest mniejsza aż o 14 rzędów wielkości. Tak niskie wartości przewodności są odpowiednie, lub nawet pożądane, gdyż materiały te są głównie stosowane w celu rozładowania lub zapobiegania gromadzeniu się ładunku elektrycznego oraz ekranowania pól elektrycznych lub elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości. Jeżeli chodzi o możliwe zastosowania polimerów przewodzących, to kable energetyczne i kable transmisji danych na pewno nie znajdują się na czele tej listy. Wprawdzie jeden z uczestników dyskusji na spotkaniu poświęconym temu tematowi [13] zaprezentował prototypowy model, w którym żarówka do ręcznej latarki (przybliżony prąd 50mA) była połączona z baterią za pomocą pręta z przewodzącego polimeru, o przybliżonym przekroju 10 mm2, to jednak gęstość prądu w tym przewodniku była około trzech rzędów wielkości mniejsza niż spotykana w przewodzie miedzianym lub aluminiowym. Jeżeli tego rodzaju materiały mają w pewnych aplikacjach zastąpić metale to będą prawdopodobnie stosowane w postaci bardzo cienkich folii lub ekstremalnie cienkich warstw osadzanych z fazy gazowej, których celem będzie ekranowanie od pól elektrycznych. W istocie takie zastosowania są już dobrze ugruntowane. Jeżeli plastikowa obudowa urządzenia, która ma chronić przed emisją promieniowania lub przed skutkami promieniowania dochodzącego jest już (w niewielkim stopniu) przewodząca to można obyć się bez tego rodzaju powłoki antystatycznej. Oczywiście pytanie, dlaczego ktoś chciałby metalową obudowę zastąpić obudową plastikową, jeżeli metal ma lepsze właściwości ekranujące a plastik należy najpierw uczynić przewodzącym przez wprowadzenie metalicznych dodatków, jest w pełni uzasadnione. Odpowiedzią jest lepsza podatność tworzyw polimerowych na wyciskanie i większy zakres kolorów i form, jakie można uzyskać. Ale, kto wie? Może metale znajdą sposób, aby zniwelować te różnice. Około 25 lat temu zostały odkryte polimery przewodzące samoistnie, z których jeden posiada przewodność elektryczną zbliżoną do przewodności elektrycznej przewodników metalicznych. Problem polega jednak na tym, że materiały te są nietopliwe, nieformowalne, i nierozpuszczalne, co praktycznie uniemożliwia ich przetwarzanie. Są one również silnie podatne na działanie tlenu i w kontakcie z powietrzem dosyć szybko tracą przewodność, która nie tylko zależy od kierunku, ale także jest silnie zależna od zastosowanego procesu produkcji. Jest oczywiste, że materiały te nigdy nie będą wybierane w miejsce metali, które przewyższają je pod względem przetwarzalności i stabilności. W szeregu przypadków okazało się, że można poprawić właściwości polimerów samoistnie przewodzących, ale zawsze powodowało to zmniejszenie ich przewodności elektrycznej o kilka rzędów wielkości. Materiały te są stosowane w tym samym ograniczonym zakresie co polimery z wypełniaczami przewodzącymi, tj. w celu zapobiegania gromadzeniu się ładunków elektrostatycznych. Jednym z takich materiałów jest polietylenodioksytiofen (PEDT), używany jako powłoka antystatyczna błon fotograficznych. Bez pokrycia PEDT film akumulowałby ładunki elektrostatyczne podczas procesu wywoływania. Może wtedy nastąpić rozładowanie nagromadzonego ładunku, któremu może towarzyszyć błysk światła i powtórne naświetlenie filmu, czego skutkiem byłoby zniszczenie oryginalnego obrazu. W końcowym wyniku zdjęcie wyglądałoby jak zrobione w czasie burzy z piorunami. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 12 Należy zaznaczyć, że polimery przewodzące są od pewnego czasu stosowane systemach przesyłowych, a konkretnie w kablach wysokiego napięcia, gdzie stosuje się tzw. „warstwy półprzewodzące” wokół żyły oraz pomiędzy wewnętrzną izolacją i zewnętrzną powłoką kabla, ta ostania zapewnia „kontrolę natężenia pola”. Pozwala to na utrzymanie możliwie jednorodnego pola elektrycznego i zapobiega lokalnym impulsom szpilkowym w polu elektrycznym, które mogłyby powodować wyładowania niezupełne i stopniowe zniszczenie izolacji kabla. Mimo, że obecne zastosowania przewodzących polimerów są raczej ograniczone, jeden z przedstawicieli Kabelwerk Brugg opublikował w ulotce informacyjnej IEC wizjonerski artykuł, w którym opisuje scenariusz dla „Sieci elektroenergetycznych 2050” gdzie każda sieć zawiera wyłącznie kable wykonane z przewodzących polimerów, które mogą być produkowane w jednym procesie wytłaczania. Wyjątkowe własności izolacyjne materiału izolacyjnego (ok. 100 kV/ mm) pozwalałyby także na stosowanie wysokich napięć w obszarach zabudowy mieszkaniowej. . Working electricians will no doubt shudder at the thought. Elektrycy-praktycy niewątpliwie wzdragają się na tę myśl. Duża pojemność takich kabli na pewno pomoże złagodzić problemy związane kompatybilnością elektromagnetyczną, ale kalkulacje, na których opiera się ta wizja przyszłości całkowicie ignorują warunki zadziałania zabezpieczeń w tego rodzaju kablach i nie uwzględniają szeregu innych istotnych czynników. Strona internetowa przedsiębiorstwa [14] nie wspomina o takich wytworach wyobraźni oraz co stało się z pomysłem, o którym nikt nie wie, a autor artykułu jakiś czas temu odszedł z przedsiębiorstwa. Rysunek 11. Szczotki wykonane ze spieku grafitowo-miedziowego stanowią alternatywę dla szczotek czysto węglowych. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 15 Jeszcze raz węgiel: nanorurki Kilka lat temu w prasie zaczęły pojawiać się doniesienia na temat czegoś, co określano jako „nanorurki”. Jak sama nazwa wskazuje, nanorurki są bardzo małymi rurkami zbudowanymi ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu) o średnicy około 1 nm. Zgodnie z tymi informacjami nowe rurki posiadają wszelkiego rodzaju korzystne własności, w tym „dużą przewodność elektryczną”. Ale co w tym przypadku oznacza „duża”? Najniższa jak dotąd zmierzona wartość rezystywności wynosi 0,34 Ωmm2/m – dokładnie 20 razy więcej niż rezystywność miedzi. Fizycy zmierzyli także ekstremalnie wysoką obciążalność prądową nanorurek, niektóre pomiary podają wartości 1011 A/mm2. Jak to jest możliwe? Odpowiedzią są niezwykle małe rozmiary tych rurek, których średnica jest sześć rzędów wielkości mniejsza od średnicy typowego przewodu instalacyjnego, co oznacza, że pole przekroju poprzecznego jest dwanaście rzędów wielkości mniejsze. W stosunku do pola przekroju nanorurka posiada zatem 106 razy większą powierzchnię przez którą może odprowadzać ciepło – podobna proporcja występuje między małymi i dużymi transformatorami [17]. Jednakże, jeżeli nanorurki zostaną połączone w wiązkę tak, aby utworzyć przewodnik o przekroju 1 mm2 to wiązka taka nie będzie miała znacznie większej powierzchni niż konwencjonalny przewód. Jak pokazują obliczenia sześcian o boku1 m z nanorurek ma rezystancję 0,34•10-6 Ω. Jeżeli można by wykonać „nanoprzewód“ o długości 1 m i przekroju poprzecznym 1 mm2 to jego rezystancja wyniosłaby 0,34 Ω. Przy wspomnianej wyżej gęstości prądu 10 11 A/mm2 „nanoprzewód” mógłby przewodzić prąd o natężeniu 10 11 A. Straty mocy w takim „nanoprzewodzie” o długości jednego metra wyniosłyby zatem: Nie trzeba dodawać, że nanorurki zostałyby uległyby całkowitemu zniszczeniu w ciągu nanosekundy. Jak dotąd kwestia ta nie ma praktycznego znaczenia, ponieważ: po pierwsze, nikt na serio nie myśli o użyciu tych materiałów jako przewodów elektrycznych (informacje na temat możliwości przyszłych zastosowań nanorurek można znaleźć na stronie internetowej [18]) a po wtóre, najdłuższe do tej pory uzyskane nanorurki mają długość zaledwie 1 mm. Chociaż wygląda to dosyć skromnie to w kategoriach względnych odpowiada długości 1 km konwencjonalnego przewodu o średnicy 1 mm, a wiemy jak ważne dla fizyków jest postrzeganie rzeczy właśnie w kategoriach względnych. Praktyczne zastosowania materiałów przewodzących 16 Literatura [1] Ulotka informacyjna i4 „Kupfer / Vorkommen, Gewinnung, Eigenschaften, Verarbeitung, Verwendung‟ [„Miedź: Złoża, wydobycie,własniści, przeróka,zastosowania“, Niemiecki Instytut Miedzi (DKI), Düsseldorf, Germany lub: www.kupferinstitut.de [2] www.burde-metall.at/iacs.htm [3] www.copper.org/applications/electrical/building/wire_systems.html [4] www.copper.motor.rotor.org [5] Stefan Fassbinder: „Eine runde Sache: Kupferrotoren‟ [W stronę sprawności: miedziane wirniki] de, 20/2004, s. 68 [6] Stefan Fassbinder: „Brandsichere Kabel und Leitungen‟ [Kable ognioodporne], 1-2/1997, s. 48 [7] Fritz Hengelhaupt: „Kontaktverbessernde Wirkung von Kontaktpasten für die Elektro-Installation‟ [Sosownie past stykowych w elektrycznych pracach instalacyjnych] de., vol. 15-16/2001, s. 38 [8] EN 60228 (VDE 0295):2005-09 [9] Stefan Fassbinder: „Rationalisierungsmaßnahmen in kommunalen Stromnetzen‟ [Racjonalizacja strategii w lokalnych sieciach elektroenergetycznych] de, 5/2001, s. 40 [10] Stefan Fassbinder: „Verteiltransformatoren – Teil 3: Betriebsverhalten‟ [Transformatory rozdzielcze – Część 3: własności eksploatacyjne] in Schweizer Zeitschrift für angewandte Elektrotechnik, 4/2005 [11] alumno: Spanish for student or pupil [Hiszpański dla studentów lub uczniów] [12] Stefan Fassbinder: „Erdkabel kontra Freileitung?‟ [„Kable podziemne vs.nadziemne?‟], de, 9/2001, ukazuje się jako reprint DKI „Drehstrom, Gleichstrom, Supraleitung – Energie-Übertragung heute und morgen‟ [Systemy trójfazowe AC, DC i nadprzewodzące – przesył energii teraz i w przyszłości] Niemeicki Instytut Miedzi (DKI), Düsseldorf [13] www.otti.de [14] www.brugg.ch [15] www.ivsupra.de [16] Stefan Fassbinder: „Verteiltransformatoren – Teil 5: Wirkungsgrad von Verteiltransformatoren‟ [Transformatory rozdzielcze – Część 5: Sprawność transformatorów rozdzielczych] Schweizer Zeitschrift für angewandte Elektrotechnik, 6/2005 [17] Stefan Fassbinder: „Verteiltransformatoren – Teil 1: Warum überhaupt Transformatoren in Versorgungsnetzen?‟ Transformatory rozdzielcze – Część 1: Dlaczego stosuje się transformatory w sieciach dystrybucyjnych?‟] Schweizer Zeitschrift für angewandte Elektrotechnik, 1/2005, s. 79 [18] http://www.pa.msu.edu/cmp/csc/nanotube.html