elektrisk leder

En elektrisk leder er et materiale, der kan lede elektrisk strøm. Kun få metaller er gode ledere, eftersom deres gitterstruktur skal kunne indeholde frie elektroner. De tre metaller, der har den bedste ledeevne er (i rækkefølge): sølv, kobber og aluminium.

Kobber og aluminium bruges hyppigt som elektriske ledere. Sølv har den bedste ledningsevne, men på grund af den høje pris, benyttes det kommercielt til ledninger. Man bruger dog sølv til kontaktpunkter, fx i en afbryder og i elektronik.

Strømførende ledere

Kobber er et stærkt materiale, der kan anvendes som elektrisk leder i alle ledertværsnit fra 0,1 mm2 til store ledertværsnit på 240 mm2.

Aluminium er et blødt materiale. På grund af dets mekanisk styrke og ifølge ellovgivningen må aluminium kun benyttes for ledere med et tværsnit, som er større end 10 mm2. Ellovgivningen henviser til en række europæiske standarder, der beskrives i DS/HD 60364 fra Dansk Standard.

Aluminium har en dårligere lederevne end kobber. For at opnå samme lederevne som en kobberleder, må man vælge et standardtværsnit, som er større end kobberlederens.

Prisforskel på elektriske ledere

Der er en prisforskel mellem aluminium og kobber. Kobber er 3 til 4 gange dyrere end aluminium. Listeprisen for en aluminiumsleder på 1 meter og med et tværsnit på 1 mm2 er på ca. 3,5 kr. (2021).

Standardtværsnit

Fabrikanterne af ledere og kabler fremstiller ledere i bestemte tværsnit, efter standarder, hvilket benævnes som "standardtværsnit". Disse vil fx være på 1,5mm2, 2,5 mm2, 4 mm2, 6 mm2, 10 mm2 osv.

Opbygning af gitterstruktur

Placering af elektroner i en kobberleder
Simplificeret billede af et krystal, der er opbygget kubisk rumcentreret
Placering af elektroner i en kobberleder
Af .
Licens: CC BY NC SA 3.0
Placering af elektroner i en aluminiumsleder
Simplificeret billede af et krustal, der er kubisk fladecenteret.
Placering af elektroner i en aluminiumsleder
Af .
Licens: CC BY NC SA 3.0

Kobbers gitterstruktur er kubisk rumcentret. Denne struktur giver flest frie elektroner og den længste afstand mellem gitterstrukturen. Der benyttes altid udglødet eller blødt kobber, eftersom hærdet kobber besidder en kubisk fladecentret gitterstruktur med færre gitterpunkter og kortere afstand mellem gitterpunkterne, hvilket afsætter større energi i lederen, når elektronerne ledes. Aluminium kan ikke hærdes som kobber, og har derfor altid samme gitterstruktur.

Tab i lederen

Energien afsættes i lederen ved, at elektronen accelereres op på grund af en ydre påtrykt spænding. Ved større afstande mellem gitterstrukturen vil hastigheden på elektronerne forøges. Dette er årsagen til en bedre lederevne.

De stød som elektronen udsættes for i gitterstrukturen, eller på grund af forurenede materiale, vil give gnidningstab og dermed varme lederen op. Opvarmningen øger sandsynligheden for opbremsninger eller stød.

Man vurderer en elektrisk leders kvalitet ud fra, hvor godt den kan lede strømmen, uden at dens temperatur stiger væsentligt.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig