Nicr redondo a base de cobreAleación 180Alambre de cobre esmaltado aislado de clase grado
1. Descripción general del material
1)
ManganinaEs una aleación compuesta típicamente por 84% de cobre, 12% de manganeso y 4% de níquel.
El alambre y la lámina de manganina se utilizan en la fabricación de resistencias, en particular de derivaciones de amperímetros, debido a su coeficiente de resistencia de temperatura prácticamente nulo y su estabilidad a largo plazo. Varias resistencias de manganina sirvieron como estándar legal para el ohmio en Estados Unidos entre 1901 y 1990. El alambre de manganina también se utiliza como conductor eléctrico en sistemas criogénicos, minimizando la transferencia de calor entre puntos que requieren conexiones eléctricas.
La manganina también se utiliza en medidores para estudios de ondas de choque de alta presión (como las generadas por la detonación de explosivos) porque tiene baja sensibilidad a la deformación pero alta sensibilidad a la presión hidrostática.
2)
Constantánes una aleación de cobre y níquel también conocida comoEureka, Avance, yTransportarGeneralmente se compone de un 55 % de cobre y un 45 % de níquel. Su principal característica es su resistividad, que se mantiene constante en un amplio rango de temperaturas. Se conocen otras aleaciones con coeficientes de temperatura igualmente bajos, como la manganina (Cu86Mn12Ni2).
Para la medición de deformaciones muy elevadas, del 5% (50 000 microestrias) o superiores, el constantán recocido (aleación de P) es el material de rejilla que se suele seleccionar. El constantán en esta forma es muy dúctil y, en longitudes de calibre de 0,125 pulgadas (3,2 mm) o superiores, puede deformarse hasta más del 20%. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, bajo deformaciones cíclicas elevadas, la aleación de P presentará una variación permanente de la resistividad con cada ciclo, lo que provocará un desplazamiento del cero correspondiente en la galga extensométrica. Debido a esta característica y a la tendencia a fallos prematuros de la rejilla con deformaciones repetidas, la aleación de P no se recomienda habitualmente para aplicaciones de deformación cíclica. La aleación de P está disponible con números de serie STC 08 y 40 para su uso en metales y plásticos, respectivamente.
2. Introducción y aplicaciones del alambre esmaltado
Aunque se describe como "esmaltado", el alambre esmaltado no está recubierto ni con una capa de pintura de esmalte ni con esmalte vítreo de polvo de vidrio fundido. El alambre magneto moderno suele utilizar de una a cuatro capas (en el caso del alambre de película cuádruple) de aislamiento de película de polímero, a menudo de dos composiciones diferentes, para proporcionar una capa aislante resistente y continua. Las películas aislantes de alambre magneto utilizan (en orden creciente de rango de temperatura) polivinil formal (Formar), poliuretano, poliimida, poliamida, poliéster, poliéster-poliimida, poliamida-poliimida (o amida-imida) y poliimida. El alambre magneto aislado con poliimida puede funcionar a temperaturas de hasta 250 °C. El aislamiento de alambres magneto cuadrados o rectangulares más gruesos suele reforzarse envolviéndolos con una cinta de poliimida o fibra de vidrio de alta temperatura, y los devanados terminados suelen impregnarse al vacío con un barniz aislante para mejorar la resistencia del aislamiento y la fiabilidad a largo plazo del devanado.
Las bobinas autoportantes se enrollan con alambre recubierto con al menos dos capas, siendo la más externa un termoplástico que une las vueltas cuando se calienta.
Otros tipos de aislamiento, como el hilo de fibra de vidrio con barniz, el papel de aramida, el papel kraft, la mica y la película de poliéster, también se utilizan ampliamente en todo el mundo para diversas aplicaciones, como transformadores y reactores. En el sector del audio, se puede encontrar un cable de plata y otros aislantes, como el algodón (a veces impregnado con algún tipo de agente coagulante/espesante, como la cera de abejas) y el politetrafluoroetileno (PTFE). Los materiales de aislamiento más antiguos incluían el algodón, el papel o la seda, pero estos solo son útiles para aplicaciones de baja temperatura (hasta 105 °C).
Para facilitar su fabricación, algunos cables magnéticos de baja temperatura tienen un aislamiento que se puede eliminar mediante el calor de la soldadura. Esto permite realizar conexiones eléctricas en los extremos sin necesidad de retirar el aislamiento previamente.
3. Composición química y propiedades principales de la aleación de baja resistencia Cu-Ni
PropiedadesGrado | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
Composición química principal | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Temperatura máxima de servicio continuo (oC) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
Resistividad a 20oC (Ωmm2/m) | 0.03 | 0.05 | 0.10 | 0.12 | 0.12 | 0,15 | |
Densidad (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.8 | 8.9 | |
Conductividad térmica (α×10-6/oC) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
Resistencia a la tracción (Mpa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
Campo electromagnético frente a Cu(μV/oC)(0~100oC) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
Punto de fusión aproximado (ºC) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
Estructura micrográfica | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | |
Propiedad magnética | no | no | no | no | no | no | |
PropiedadesGrado | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
Composición química principal | Ni | 14 | 19 | 23 | 30 | 34 | 44 |
Mn | 0.3 | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Temperatura máxima de servicio continuo (oC) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
Resistividad a 20oC (Ωmm2/m) | 0,20 | 0,25 | 0.30 | 0,35 | 0.40 | 0,49 | |
Densidad (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | |
Conductividad térmica (α×10-6/oC) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
Resistencia a la tracción (Mpa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
Campo electromagnético frente a Cu(μV/oC)(0~100oC) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
Punto de fusión aproximado (ºC) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
Estructura micrográfica | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | |
Propiedad magnética | no | no | no | no | no | no |