Elektroinstalacije

Elektroinstalacije

Električni vodič
Tvari sa labavo vezanim elektronima u vanjskim (obično nepotpunim)
elektronskim ljuskama (putanjama), tzv. slobodnim elektronima,
koji se mogu slobodno kretati kroz kristalnu rešetku nazivamo
vodljivim materijalima.
Električni vodiči su dakle materijali u kojima postoje slobodni nositelji
električnog naboja, pa zbog toga dobro vode električnu struju.
Slobodni nositelji električnog naboja mogu se gibati pod utjecajem
električnog polja koje u vodiču nastaje kada se na njega dovede
električni napon, a usmjereno gibanje tih nositelja je pojava koja se zove
električna struja.
Najčešći vodiči su metali, koji se međutim i međusobno znatno razlikuju
po stupnju provodljivosti. Vodljivost je suprotan pojam
od tzv. električne otpornosti, kojom se izražava stupanj otpornosti
koju materijal pruža prolasku električne struje.
Specifična vodljivost tehničkih materijala

Tabela i slika daju usporedbu specifičnih vodljivosti najčešće korištenih
materijala u elektrici i elektronici, pri 20°C.
materijal spec.vodljivost
m/Ω
aluminij 25-34,5
bakar 56-57
cekas 0,89-1,03
konstantan 2
čelična žica 5,9
mesing 12,5-14
platina 10
srebro 61
ugljen oko 0,01
volfram 18,1
zlato 43,5
živa 1,04

Struju najbolje provodi srebro, a zatim bakar koji je međutim znatno jeftiniji.
Kada nije bitan obujam, već samo cijena i masa vodiča,
kao npr. kod dalekovoda, koristi se aluminij.
Kako su pored vodljivosti često važna i neka kemijska ili
mehanička svojstva vodiča koriste se i mnoge druge kovine i njihove slitine,
npr. zlato, platina, cink, živa, mjed, bronca, čelik.
Dobru provodljivost imaju i neke otopine,
no mehanizam prijenosa električnog naboja u otopinama
(koje zovemo elektrolitima) bitno se razlikuje od mehanizma
premještanja elektrona u čvrstim tvarima i može biti vrlo kompliciran.
Na kraju, postoje materije, koje mijenjaju vodljivost zavisno o raznim uvjetima,
a među njima najpoznatiji su tzv. poluvodiči.
To su posebne vrste materijala na bazi kemijskih elemenata silicija ili germanija,
koji izraženo mijenjaju provodljivost zavisno o temperaturi i količini nečistoća.
Većina vodiča smanjuje vodljivost (teže dopušta kretanje elektrona)
ako se zagrije na više temperature i obratno.
Kod vrlo vrlo niskih temperatura, neki materijali postaju supervodljivi, tj.
preskakanje elektrona s atoma na atom se dešava bez ikakvog otpora.
Postoje međutim i materijali koji se ponašaju obrnuto.
Tako primjerice ugljenu raste vodljivost pri porastu temperature.
Malo je poznato, da jedan od najboljih izolatora pri sobnoj temperaturi - staklo,
postaje jako vodljivo kad se ugrije do temperature taljenja.
Puno su rjeđi materijali, koji u uobičajenim temperaturnim granicama
gotovo nimalo ne mijenjaju vodljivost.
Takav je primjerice tzv. konstantan.
Takvi se koriste za posebne namjene u elektrici i elektronici,
najčešće u kolima za automatsku regulaciju i temperaturnu stabilizaciju
Vodiči
Razne vrste golih ili izoliranih žica i kabela za električne instalacije,
trolejvodove i dr. Polažu se kao zračni vodovi
(razapeti između nosećih elemenata ili stupova od kojih su izolirani
raznim izvedbama izolatora), zatim za polaganje u zemlju,
pod more, pod žbuku, u zaštitne cijevi, za rudarske namjene i dr.
Vodiči se u tehnici javljaju kao:
• goli vodiči
•
o trolejvodovi (za oduzimanje energije za pogon lokomotiva,
tramvaja, dizalica i dr.) posebno oblikovanog,
standardiziranog presjeka za pojedine namjene.
o gola bakrena žica (za razvodne kutije, elektroničke uređaje,
električne peći i sl.)

• izolirani vodiči (kabeli)
•
o lak-žica (lakom izolirana bakrena žica)
za motanje manjih transformatora, zavojnica i sl.
o kabeli s gumenom izolacijom
(sa ili bez vanjskog zaštitnog opleta od pamuka, čelične žice ili trake, )
o kabeli s PVC izolacijom
(okrugli sa ili bez dodatne vanjske zaštitne obloge,
plosnati za pod žbuku raznih izvedbi i dr.)
o svilom izolirana žica za zavojnice i uređaje slabe struje
o teške i oklopljene izvedbe za pogonske - radioničke uvjete

Također postoje posebne izvedbe sa nosećim užetom za vješanje
na velikim rasponima, otporne na atmosferske uvjete,
lake i ojačane izvedbe, mnogožične i finožične izvedbe
(pletenica od tankih žica koje podnose vibracije i
višestruko savijanja, npr. za automobile, perilice i sl.)
Posebne su izvedbe za viši i visoki napon.
Sve izvedbe, kao i sustav označavanja,
dopuštena mehanička i strujna opteretivost, maksimalni provjes zračnih vodova
i dr., standardizirani su.
Boje kod višežilnih izoliranih vodova
• Crni, smeđi i sivi vod – primjenjuju se za fazne vodove.
• Svijetloplavi vod – primjenjuje se za neutralni vod,
ako nema neutralnog voda može se koristiti za fazni vod.
• Zeleno-žuti vod – primjenjuje se za vodove sa zaštitnom funkcijom (uzemljenje).
Strujna opteretivost vodiča
Zavisi o vrsti provodnika, posebno o svojstvima izolacije i načinu polaganja,
te osobito o površini presjeka vodiča.
Izražava se kao dopuštena jakost struje po jedinici površine presjeka (A/mm2) ,
a za konkretne presjeke kao dopuštena jakost struje u amperima (A)
pri definiranoj temperaturi okoliša (0, 20 ili 40 °C).
Standardizirani su također i presjeci vodiča.
Tabela daje površinu presjeka zavisno o promjeru za češće korištene presjeke
u domaćinstvima i opteretivost
(jednaka je nazivnoj struji osigurača kojim se strujni krug osigurava) za cijevne,
oklopljene kabelske ili višežilne vodiče koji nisu položeni u cijevima,
te višežilne savitljive priključne vodove pri 25°C :
promjer [mm]: 0,98 1,13 1,38 1,78 2,26 2,76 3,57
presjek [mm2]: 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10
opteretivost [A]: -- 10 16 20 25 35 50
Detaljniji proračun instalacija u kome se uzimaju u obzir očekivane vrste trošila,
temperature okoliša, rezerva za razvoj ili proširenje, vrste i načini polaganja vodova itd.
Za svaku konkretnu instalaciju treba biti određen projektom elektroinstalacije,
koga izrađuje ovlaštena projektna kuća ili instalaterska tvrtka.
Projektom se definiraju i sve sigurnosne mjere (
uzemljenja, sustav zaštitnih vodiča i dr.) na koje obvezuju standardi i tehnički propisi.