Провідникові матеріали повинні виготовлятися з можливо чистих металів, а матеріали високого опору - із сплавів, структура яких представляє твердий розчин.
Основними провідниковими матеріалами є мідь і алюміній. Поняття «чистого» металу умовно, так як чистота одержуваних металів підвищується з року в рік у міру зростання технічних засобів у виробництві і в лабораторіях. З іншого боку, електричний опір чистих металів різко зростає при наявності малих кількостей розчинених домішок. З рис. видно, як значно падає провідність міді при введенні в її склад таких домішок, як кремній, залізо, миш'як, берилій в кількостях <0,2%. Для проводниковой техники разработан интернациональный стандарт технически чистой отожженной меди (1913 г.), удельное сопротивление которой при 20° С равно 1,7241 мкОм-см. С тех пор добились дальнейшего очищения меди и повышения ее проводимости.
Для підвищення міцності мідного дроту в його склад вводять домішки Cd, Sn, αl, ρ, Cr, Be. Електропровідність при цьому, природно, знижується.
Мал. 1. Вплив домішок на електропровідність міді
Найбільш поширеною є так звана кадмієва бронза (0,9% Cd, решта мідь), яка в твердотянутом стані володіє провідністю до 90% від провідності міді при тимчасовому опорі при розтягуванні, в 2-2,5 рази більшому, ніж у міді. У табл. 25 наведені склади і властивості мідних провідникових матеріалів.
Провідникової алюміній має електропровідність, рівну 65% від провідності міді. Однак зважаючи на малу щільності алюмінію його провідність, розрахована на 1 кг провідника, становить 214% від такої для міді. Це дозволяє полегшити конструкцію опор на лініях передач з алюмінієвими проводами. Для підвищення міцності алюмінієвих проводів в їх склад вводять магній і кремній (спільно), які утворюють з'єднання Mg2 Si, дуже мало розчинний в алюмінії при кімнатній температурі (менше 0,25%). Шляхом загартування і старіння вдається підвищити тимчасовий опір такого сплаву в 2 рази при електропровідності 90% від провідності чистого алюмінію. Сплави такого типу (альдрей і альмелек) містять 0,4 і 0,7% Mg, 0,5-0,6% Si і до 0,3% Fe. Альдрей (0,4% Mg, 0,6% Si і 0,3% Fe) має температурний коефіцієнт електричного спротівленіе, рівний 3,6 * 10 -4. т. е. вельми близький до температурного коефіцієнту чистого алюмінію (4,0 * 10 -4). Це ще раз свідчить про те, що при обробці шляхом твердіння Mg2 Si виділяється з розчину майже без остачі.
Для реостатів в нагрівальних приладах, а також там, де необхідно високий електричний опір і малий температурний коефіцієнт, застосовують сплави заліза з домішками, що утворюють тверді розчини. У табл. 2 наводяться типові залізні сплави, а також для порівняння сплави на нікелевій основі.
Ці сплави є не тільки сплавами високого опору, але і жаростійкими. Для додання жаростійкості в залізні сплави вводяться хром і алюміній. Залізні сплави дешевше нікелевих, однак вони не тільки не є замінниками, але мають також і більш високу робочу температуру.
Як елементи опору застосовуються меднонікелевие сплави- константан і нікелін. Робоча температура константана до 400 ° С, нікеліна - до 200 ° С.
Мідні провідникові сплави