PROVODNICIlektrotehniki fakultet, BeogradMaterijali u elektrotehnici

Provodnici su materijali bez energetskog procepa (valentna i provodna zona ili se preklapaju, ili je valentna zona delimino popunjena na T = 0 K), sa specifinom elektrinom otpornou u opsegu 108 106 m.

Prema nosiocima naelektrisanja, provodnici mogu biti provodnici prvog reda (metali i njihove legure, sa elektronima kao nosiocima naelektrisanja) ili provodnici drugog reda (elektroliti, sa jonima kao nosiocima naelektrisanja).

Kada su potrebne vee podune dimenzije provodnih materijala, oni se gotovo iskljuivo koriste u polikristalnom stanju. Tehnologija mehanike i termike obrade sutinski odreuje mehanika svojstva ovih polikristalnih materijala.

Metali i njihove legure mogu da se grupiu u etiri najvanije grupe: - metali velike provodnosti - metali male provodnosti - otporne legure - specijalni provodni materijali

Metali velike provodnosti (bakar Cu, aluminijum Al, srebro Ag, i zlato Au) imaju najmanju specifinu elektrinu otpornost ( ~108 m) i zato se koriste za izradu provodnika.Metali male provodnosti (nikl, Ni, gvoe, Fe, kalaj, Sn, olovo, Pb, molibden, Mo, volfram, W, platina, Pt, cink, Zn, itd.) imaju specifinu elektrinu otpornost ~ 107 m i posebne primene u elektrotehnici.Otporne legure (kantal, cekas, manganin, konstantan, itd.) od svih provodnika imaju najveu specifinu elektrinu otpornost ( ~ 106 m), zbog ega se koriste za izradu grejaa i otpornika.Specijalni provodni materijali su oni koji se koriste u izradi nelinearnih otpornika, termoelektrinih spregova, lemova, topljivih osiguraa, elektrinih kontakata i galvanskih elemenata i akumulatora.

Za razliku od poluprovodnika, provodni nosioci u metalima su samo elektroni, koji se ponaaju kao elektronski gas u koji je potopljena kristalna reetka metalnih katjona. Izraz za specifinu elektrinu otpornost () metala dat je relacijom:

gde je specifina elektrina provodnost, n koncentracija provodnih elektrona, a n njihova pokretljivost u metalu. S obzirom na to da je koncentracija provodnih elektrona praktino temperaturski konstantna (jer su svi valentni elektroni ve slobodni, a oni iz dubljih elektronskih ljuski se teko jonizuju pri niim temperaturama), to je temperaturska zavisnost (T) posledica iskljuivo zavisnosti n(T). Iz tog razloga se u metalima ne koristi koncentracija elektrona za analizu temperaturske zavisnosti specifine elektrine otpornosti, kako je to bio sluaj kod poluprovodnika, ve je temperaturska zavisnost posledica iskljuivo promene pokretljivosti elektrona sa temperaturom.

Zavisnost specifine elektrine otpornosti provodnika od temperaturez

~ 10 K ~ 100 K

Na dijagramu se uoavaju etiri karakteristina temperaturska opsega. U opsegu I specifina elektrina otpornost je praktino konstantna, poto su pri vrlo niskim temperaturama (< 10 K) vibracije jona kristalne reetke zanemarljivo male. Minimalna vrednost specifine elektrine otpornosti metala naziva se zaostala specifina elektrina otpornost (z), i potie od rasejavanja elektrona na primesama, neistoama i drugim nesavrenostima kristalne reetke. Vrednost z zavisi od hemijske istoe metalnog provodnika, vrste i koncentracije defekata. Pri vrlo niskim temperaturama, promena temperature neznatno utie na nesavrenosti kristalne reetke, pa je = z = const. Ukoliko metalni provodnik sadri vie defekata bilo kog tipa, njegova e z biti vea, a samim tim i elektrina otpornost na bilo kojoj povienoj temperaturi. U opsegu II (10 K - 100 K), zbog temperaturski zavisnog fononskog mehanizma rasejavanja elektrona, specifina elektrina otpornost raste po zakonu T5, a u opsegu III (> 100 K) srazmerna je sa T. Ova linerana oblast je najee i oblast primene metalnih provodnika u elektrotehnici. U toj oblasti vai relacija:

gde je t temperaturski sainilac elektrine otpornosti. Sa dijagrama se uoava da se razliiti mehanizmi rasejavanja elektrona (na primesama i na fononima) superponiraju, to se naziva Matisenovim pravilom. U opsegu IV, u okolini temperature topljenja, promena (T) odstupa od linearne zavisnosti, gde posle topljenja metala i prelaska u amorfno stanje nastaje skokovita promena specifine elektrine otpornosti, uz dalji blag porast. Kod provodnika kod kojih se pri topljenju poveava zapremina opaa se skokoviti porast, dok se kod onih kod kojih se zapremina smanjuje uoava skokovito opadanje specifine elektrine otpornosti na temperaturi topljenja. Ovo se tumai injenicom da sa poveanjem gustine provodnik postaje izotropnija sredina za talase provodnih elektrona, koji se zato slabije rasejavaju.

Zavisnost specifine elektrine otpornosti bakra u funkciji teinskih procenata razliitih primesa. Primesna (zaostala) specifina elektrina otpornost bakra raste priblino linearno sa dodatkom bilo kog elementa (pa i srebra, koje je bolji provodnik), to je posledica naruavanja kristalne strukture i unoenja centara rasejanja provodnih elektrona.

Kriterijum odreivanja koncentracije primesa i defekata u materijalu: merenjem odnosa specifine elektrine otpornosti na sobnoj temperaturi i temperaturi tenog helijuma, (293 K) / (4,2 K). Ako je ovaj odnos vei od 100, materijal se smatra komercijalno istim. Kod spektroskopski istog materijala ovaj odnos dostie i 105, dok je kod legura izrazito mali (oko 2).

Najznaajniji materijali za energetiku su metali velike provodnosti, pre svega zbog izrade ica izolovanih provodnika i kablova, kao i vazdunih vodova, bez kojih je nemogue i zamisliti dananju industriju, domainstva i svakodnevni ivot. Njihov znaaj je ogroman i u elektronici zbog izrade provodnih veza u obliku ica i tankih slojeva, takoe sa ogromnim uticajem na svakodnevni ivot.U tableli su date uporedne karakteristike vanijih parametara bakra (Cu), aluminijuma (Al), srebra (Ag) i zlata (Au), zbog kojih ovi materijali imaju tako iroku primenu. Metali velike provodnosti

TABELA 3.1 Uporedne karakteristike vanijih parametara Cu, Al, Ag i Au

Cu

Al

Ag

Au

(m)

1,724110-8

2,7810-8

1,6510-8

2,3510-8

n (cm2/Vs)

32

12

56

30

(W/mK)

390

230

420

295

tt ((C)

1083

660

961

1063

m (g/cm3)

8,92

2,70

10,49

19,32

m (N/mm2)

200 ( 450

70 ( 170

HB (N/mm2)

400 ( 950

170 ( 350

250

180

Cena

niska

nia

umerena

visoka

Primena

-ice(provodnici, kablovi, vodovi,

integrisana kola)

- provodni slojevi (integrisana kola)

- legure: mesinzi (kontakti, utikai), bronze (vodovi, matrice superprovodnih ica), niskolegirane legure (kontakti, kolektorske ploice, komutatorske lamele)

- termoparovi

-ice(kablovi, vodovi, integrisana kola)

- provodni slojevi (integrisana kola)

- matrice superprovodnih ica

- legure: aldrej (vodovi, konstrukcioni materijali)

-topljivi osigurai

- kontakti

- termoparovi (niskotemperaturski)

- matrice(visokotemperatur. superprovodnih ica)

-specijalni kontakti

- specijalne ice u integrisanim kolima

- termoparovi (niskotemperaturski)

Najmanju specifinu elektrinu otpornost ima srebro (Ag), ali su ipak za izradu provodnih ica znaajniji Cu i Al, pre svega zbog nie cene. Sa stanovita provodnih svojstava Cu je bolji materijal od Al (iako je bakar jednovalentan, a aluminijum trovalentan), zbog ega se polutvrdi i tvrdi bakar preteno koriste za izradu provodnih ica u izolovanim niskonaponskim kablovima i provodnicima (radnog napona nieg od 1 kV), a meki bakar za izradu namotaja u elektrinim mainama i aparatima. Ipak, zbog nie cene Al se sve vie primenjuje u izradi podzemnih energetskih kablova (napona vieg od 1 kV), a zbog znatno manje gustine i za izradu vazdunih vodova dalekovoda (izloenih mehanikom naprezanju).Iako su vrstoa i tvrdoa (otpornost na utiskivanje ili prodor) vei kod Cu, legura aluminijuma, aldrej, dostie zadovoljavajuu vrstou za izradu vazdunih vodova, mada se u tu svrhu koriste i polutvrdi i tvrdi bakar, kao i legure Cu (pre svega bronze, sa nekoliko % Sn (kalaja), Mn, Cd, Zn). Legure Cu sa cinkom (Zn) su mesinzi (oznake Ms, uz koju se stavlja dvocifreni broj koji oznaava sadraj Cu, npr. Ms58). Mesing ima veu vrstou i istegljivost od bakra, kao i otpornost na koroziju, zbog ega se koristi za izradu provodnih delova grla, utikaa, osiguraa, stezaljki, prikljunica itd.

U mikroelektronici se do nedavno vie koristio Al, za izradu tankih ica (najee 25 m u preniku) i provodnih slojeva, zbog odline mehanike vrstoe veza Al-SiO2, kao i zbog formiranja neusmerakih (omskih) kontakata na izvodnim spojevima Al-Si (odeljak D.3.2. u knjizi). Nedostatak aluminijuma je nia temperatura topljenja (tt = 660C), to postavlja odreena ogranienja u MOS tehnologiji Si-integrisanih kola.

p+-n+p+-pp+-n (p+-n+-n)(kao n+ tip)

Danas se u mikroelektronici, zbog manje elektrine otpornosti i zato vee brzine rada, za izradu tankih ica i provodnih slojeva sve vie koristi Cu, dok se za specijalna integrisana kola, pouzdanijih karakteristika, za izradu tankih ica koristi i Au.

Za izradu superprovodnih multivlaknastih ica koriste se kompozitne strukture sa metalnom matricom (bronza, Cu, Al, Ag) koja obezbeuje mehniku vrstou i efikasno hlaenje rashladnim agensom (teni He, ili teni N2). Hlaenju veoma doprinosi visoka specifina toplotna provodnost ovih materijala, koja pri velikim magnetnim poljima u superprovodnoj ici ak postaje vea za Al nego za Cu (suprotno situaciji pri slabim poljima).

Metali male elektrine provodnosti obuhvataju sve metale, sa izuzetkom Cu, Al, Ag i Au, od kojih imaju desetak puta veu specifinu elektrinu otpornost ( ~ 10-7 m). U otporne materijale se ubrajaju i metalne legure i nemetalni materijali sa specifinom otpornou ~ 10-6 m. Metali male provodnosti imaju specijalne primene: zagrevna vlakna i trake (W, Mo, Pt...), termoparovi (Pt, Ir, W, Mo...), lemovi (Pb, Sn, Zn...), topljivi osigurai (Pb, Sn, Pt...), elektrini kontakti (W, Mo, Ni...), elektrode galvanskih elemenata akumulatora (Zn, Fe, Pb, Ni, Cd, Li, Na...), magnetni materijali (Fe, Ni, Co...), superprovodni materijali (Nb, Sn, Ti, Pb, Ta, La...), provodne i otporne paste i slojevi u hibridnim integrisanim kolima (Ti, Ta, Pd, Pt, Nb...).Otporni materijali se prema upotrebi dele na: materijale za regulacione i obine tehnike otpornike, materijale za precizne otpornike i materijale za zagrevne elemente. Zahtevi koje treba da zadovolje karakteristike ovih materijala je to vea specifina elektrina otpornost (), to manji temperaturski sainilac specifine elektrine otpornosti (t), to via temperatura topljena (tt), odnosno radna temperatura (tr) i to vea otpornost na koroziju. Metali male provodnosti i otporni materijali

TABELA 3.2 Uporedne karakteristike najznaajnijih otpornih materijala, sa primenama

KANTAL A

MANGANIN

KONSTANTAN

VOLFRAM

Sastav

Fe0,705Cr0,230 Al0,050 Co0,015

Cu0,86Mn0,12Ni0,02

Cu0,54Ni0,45Mn0,01

W

(m)

14510-8

4310-8

4410-8

5,610-8

t ((C-1)

4,910-5

110-5

310-5

4,810-3

tt ((C)

1520

960

1270

3380

tr ((C)

< 1300

< 200

< 500

< 2500

Cena

nia

nia

visoka

visoka

Primena

-zagrevni elementi u vidu ica i traka

-precizni laboratorijski otpornici

-regulacioni i obini tehniki otpornici

- termoparovi

- zagrevna vlakna

- zagrevni elementi u peima

- katode u cevima

- termoparovi

Otpornici su najee koriene komponente elektronskih ureaja, pomou kojih se u pojedinim granama elektrinih kola uspostavljaju potrebne struje i potrebni padovi napona. U elektrotehnici se otpornici mogu podeliti na vie naina: (1) stalni, promenljivi (potenciometri), nelinearni otpornici; (2) slojni, masivni, iani, ip-otpornici.

Najmanji temperaturski sainilac specifine elektrine otpornosti (t) ima legura manganin, i zato se koristi za izradu preciznih laboratorijskih otpornika. Meutim, zbog niske radne temperature (tr < 200 oC), ne koristi se za izradu regulacionih i obinih tehnikih otpornika za koje se koristi legura konstantan, sa znatno viom radnom temperaturom (tr < 500 oC) i neto veim t . Zbog mogueg negativnog t, konstantan moe da se koristi i za temperatursku kompenzaciju ianih otpornika.

Od nemetalnih materijala za izradu regulacionih i obinih tehnikih otpornika koristi se i grafit (C) i oksidi nekih metala (SnO2, Bi2Ru2O6, Pb2Ru2O6).

ematski izgled nekoliko tipova otpornika: (a) slojni (cilindrini); (b) slojni (spiralni); (c) masivni (cilindrini); (d) iani (cilindrini); (e) iani kruni (potkoviasti) potenciometar; (f) slojni kruni (potkoviasti) potenciometar; (g) ip otpornici.

Simboli na elektrinim emama: (a) stalnog otpornika (levo ameriki, desno evropski simbol); (b) potenciometra (levo) i trimer potenciometra (desno); (c) nelinearnih otpornika: fotootpornika (levo), NTC (u sredini) i PTC (desno).

Zagrevni elementi se izrauju od otpornih materijala koji imaju znatno viu radnu temperaturu (tr), ekstremnu otpornost na koroziju, veliku specifinu elektrinu otpornost () i to niu cenu.

Grejai se prave u obliku ica i traka (razliitih preseka) visokootpornih metalnih legura: kantala (Fe-Cr-Al-Co), cekasa (Ni-Cr-Fe), cekasa ekstra (Fe-Cr-Al) i hromela (Ni-Cr), mada se izbegavaju legure sa sadrajem Ni zbog visoke cene.

Od nemetalnih materijala koriste se silicijum-karbid (SiC), molibden-karbid (MoC) i grafit (C) koji mogu raditi i na znatno viim temperaturama od metalnih (do 2500 oC).

Specijalni zagrevni elementi koriste se u sijalicama (W), peima (Mo, W, Pt), katodama vakuumskih cevi (W, Mo), sa elementarnim otpornim materijalima, iako imaju vie od deset puta manje i oko sto puta vee t. Pri tome je neophodno sa W i Mo raditi u zatitnoj, inertnoj atmosferi, to poskupljuje eksploataciju, a to nije potrebno sa Pt, koja ne oksidie. Ovi elementi imaju visoke radne temperature, vie od 1000 oC, a posebno W (tr < 2500 oC).

U grupu specijalnih provodnih materijala ubrajaju se:nelinearni otpornicimaterijali za termoparove (termoelektrine spregove)materijali za lemovematerijali za topljive osiguraematerijali za kontaktematerijali za elektrohemijske izvore (galvanske elemente i akumulatore)

Nelinearni otpornici se primenjuju u raznim elektronskim ureajima. Njihova otpornost se nelinearno menja u funkciji temperature (termistori), elektrinog polja (varistori), svetlosti (fotootpornici).Specijalni provodni materijali

Termistori imaju otpornost koja se sa porastom temperature ili veoma smanjuje (tzv. NTC termistori) ili poveava (tzv. PTC termistori ili pozistori). NTC termistori se prave od oksida prelaznih metala (TiO2, Co2O3, Al2O3, NiO, ZnO, Mn2O3, Cr2O3 ...). PTC termistori se prave od BaTiO3 kome se dodaje 0,1-0,3% La, Y ili Nb (ime se specifina elektrina otpornost izolacionog barijum-titanata smanji sa 109 na 10-1 m). I NTC i PTC termistori prave se presovanjem smea pomenutih prahova i vezivnih masa, koje se zatim sinteruju na visokim temperaturama (~1400 oC) u specijalnim peima. NTC termistori se koriste za temperatursku stabilizaciju obinih otpornika (koji su u osnovi PTC tipa), a PTC termistori za ograniavanje struje pri zatiti motora, telefonskih linija, za demagnetizaciju TV kolornih katodnih cevi itd.

Otporni termometri najee se izrauju od platine, u vidu ianih namotaja ili filmova debljine ~ 1m nanetih na izolatorsku podlogu. Za razliku od termistora, mogu da se koriste u irokim temperaturskim opsezima. Najee korien otponi senzor temperature je Pt100, sa nominalnom otponou od 100 na 0 oC, i nominalnom osetljivou od 0,385 /oC.

Varistori su nelinearni otpornici ija se otpornost izrazito nelinearno menja promenom dovedenog elektrinog polja. Dobijaju se sinterovanjem prahova ZnO sa aditivima, a ranije su pravljeni od SiC. Na slici su prikazane radne E-J karakteristike ZnO i SiC varstora. Zbog konstantnog elektrinog polja (E), odnosno napona, u irokom opsegu promene gustine elektrine struje (J), varistori se koriste kao ograniavai napona u elektrinim ureajima razliite namene.

Karakteristike ZnO i SiC varistora

Fotootpornici su nainjeni od poluprovodnikih materijala (CdS, CdSe, PbS, InSb...), tako da im se specifina elektrina otpornost smanjuje pod dejstvom svetlosti energije fotona vee od energetskog procepa poluprovodnika, zbog generisanja parova elektron-upljina. Zavisno od vrste primenjenog poluprovodnika, fotootpornici imaju maksimum osetljivosti na razliite talasne duine svetlosti u vidljivom i infracrvenom spektru.

Termopar ili termoelektrini spreg je elektroprovodno kolo od dva razliita materijala, iji su krajevi na razliitim temperaturama (referentni kraj je za precizno merenje na temperaturi vode sa ledom 0 oC). Merenjem termoelektromotorne sile (TEMS) termopara mogue je odrediti temperaturu mernog kraja termopara (t), ako je poznata karakterisitka termopara.

Karakteristike nekih termoparova

Kombinacijom nekoliko termoparova za razliite temperaturske opsege mogu se meriti temperature od -250 do 3000 oC, pri emu u merenim opsezima termoparova postoji skoro linerna zavisnost izmeu termoelektromotorne sile i temperature.Termoparovi se dele u tri grupe, prema materijalima od kojih su nainjeni: termoparovi od neplemenitih metala, termoparovi od plemenitih metala, termoparovi specijalnog tipa.Termoparovi od neplemenitih metala. Ovoj grupi pripadaju: Cu/konstantan (opseg primene -250 do 400 oC), Fe/konstantan (-200 do 900 oC), hromel/konstantan (-200 do 1000 oC) i hromel/alumel (0 do 1200 oC).Termoparovi od plemenitih metala. Od njih se najvie upotrebljavaju Pt/PtxRh1-x, Pt/PtxRe1-x, Pt/PtxReyRh1-x-y i Ir/IrxRh1-x (0 do 1600 oC). Za merenje niskih temperatura, sve do temperature tenog helijuma (4,2 K), koriste se termoparovi AuxCo1-x/Cu i AuxCo1-x/AgyAu1-y.Termoparovi specijalnog tipa. Oni slue za merenje vrlo visokih temperatura, i viih od 2000 oC. Najpoznatiji predstavnici su C/SiC (0-2000 oC), W/MoxFe1-x (0-2000 oC) i W/WxMo1-x (0-3000 oC).

Lem je metal ili legura ija je temperatura nia od temperature delova koji se spajaju lemljenjem. Postoji meko i tvrdo lemljenje. Meko lemljenje se izvodi pri temperaturama niim od 350 oC, a tvrdo lemljenje pri temperaturama viim od 600 oC (esto i viim od 800 oC).Meki lemovi su najee Pb-Sn lemovi, od kojih su najee primenjivani S.Sn50 (za opte lemljenje) i S.Sn60 (za lemljenje Cu-ica), gde broj oznaava % kalaja. Za lemljenje Al-ica koristi se lem S.Sn35, ali se prethodno povrina spajanih delova tretira predlemom L-SnZn40, radi uklanjanja sloja oksida kojim se Al prevlai u dodiru sa vazduhom. Za lemljenje na niskim temperaturama koristi se Vudov metal (Bi0,500Pb0,250Sn0,125Cd0,125).

Tvrdi lemovi su najee mesingani lemovi (oznake S.CuxZn, gde je x % bakra, koji varira izmeu 40 i 85%), koji se primenjuju ako su pri radu delovi izloeni povienoj temperaturi. Ag-tvrdi lemovi (oznake S.CuxZnAgy, gde je x % Cu a y % Ag) koriste se ako je potrebno da zalemljeni spoj ima poveanu vrstou, uz istovremenu dovoljnu istegljivost i dobru elektrinu provodnost. Za tvrdo Al-lemljenje koriste se Al-Si legure (oznake L-AlSi12), pri emu je pre lemljenja potrebno odstraniti oksid Al2O3 i mesto lema brzo zatititi.

Topljivi osigurai slue za zatitu elektrinih ureaja, aparata i instalacija od preteranog zagrevanja i pregorevanja, koje se javlja kada se jaina struje povea iznad odreene vrednosti.Prema brzini reagovanja na preoptereenje, postoje brzi i spori osigurai.Brzi osigurai treba da izdre struju ija je jaina pet puta vea od nazivne vrednosti za vreme od 0,1 s, posle ega pregorevaju (a trenutno reaguju na struje kratkog spoja). Najpogodniji materijal je Ag, poto se brzo topi kad dostigne temperaturu topljenja, ali se zbog cene najee primenjuje samo za slabe struje jaine do 5 A, osim u sluajevima izuzetno skupih ureaja, na primer u satelitskoj tehnici, gde se koriste Ag osigurai do 300 A za napone do 500 V, dok se za jae struje uglavnom koriste Ag0,5Cu0,5 legure.Spori osigurai treba da izdre struju ija je jaina deset puta vea od nazivne za vreme od 1 s, posle ega pregorevaju. Najpogodniji materijal je Al, poto sporo reaguje na kratko preoptereenje u elektrinoj mrei, to obezbeuje neprekidnost rada ureaja i instalacija.Prema radnom naponu, postoje osigurai za niski i visoki napon.Za niski napon i jae struje koriste se badarene Al-lamele; za struje 530 A koristi se legura PbxSn1-x (najee 67% Pb), dok se za slabe struje koriste Ag i Pt (niti od platine se koriste u telefoniji za struje do 20 mA).Za visoki napon, naroito za zatitu transformatora male snage, koristi se Ag.

Elektrini kontakti treba da obezbede vrlo brzo i pouzdano zatvaranje i prekidanje strujnog kola. Pri proticanju struje nastaje zagrevanje svih vrsta kontakata, usled pojave otpornosti na mestu dodira. Stepen zagrevanja kontakata zavisi prvenstveno od materijala, koji mora biti otporan na zagrevanje i koroziju, kao i od stanja povrine kontakata, koja treba da je to manje hrapava.Kontakti se mogu podeliti na kontakte za malo, srednje i veliko optereenje.Kontakti za malo optereenje (pri naponima od 12 do 22 V, pri kojima se ne pojavljuje elektrini luk). Korieni materijali: Au, Pt, Rh; kao i Cu i Ag presvueni slojem Au, Pt, Rh, to je jevtinije i bolje za odvoenje toplote.Kontakti za srednje optereenje (pri naponima do 660 V i strujama do 20 A, uz sile pritiska do 0,5 N, pri kojima se javlja elektrini luk, to moe prouzrokovati postepenu degradaciju povrine kontakata, pa ak i njihovo zavarivanje). Korieni materijali: legure Ag sa W, Mo, Ni,Pd ili Au, sa viim takama topljenja.Kontakti za veliko optereenje (pri naponima do 550 V i strujama od 20 do 300 A, uz sile pritiska do 100 N, pri kojima se javlja elektrini luk). Korieni materijali: 5 mm debeli sloj Ag umetnut u Cu-podlogu, legura Ag sa W, Ni, C (grafitom), CdO ili SnO.U praksi se upotrebljavaju (pri ukljuivanju ili iskljuivanju velikih snaga) i glavni kontakti (za proticanje normalne radne struje; korieni materijali: isto Ag, ili legirano sa Mo ili Ni) i kontakti za elektrini luk (korieni materijali: legure W sa Ag ili Cu), kao i klizni kontakti (kod kojih ne nastaje prekidanje struje u kolu, pa treba da imaju malu i to konstantniju otpornost i da budu otporni na habanje; korieni materijali: Cd- i Be-bronza; ugljen, grafit ili elektrografit za etkice kolektorskih elektrinih maina, koje klize po kolektorima od bakra).

Elektrohemijski izvori dele se na galvanske elemente (baterije) i akumulatore. Galvanski ili primarni elementi (baterije) jesu generatori elektrine struje koji pretvaraju hemijsku energiju u elektrinu. Akumulatori ili sekundarni elementi jesu naprave kod kojih se pri punjenju elektrina energija pretvara u hemijsku, a pri pranjenju hemijska energija pretvara se u elektrinu.Galvanski elementi i akumulatori se sastoje od dve elektrode, nainjene od razliitog materijala, koje su meusobno razdvojene i potopljene u elektrolit. Na pozitivnoj (anodi) nastaje oksidacija, a na negativnoj (katodi) redukcija.Elektroliti (provodnici drugog reda) su supstance iji slabi vodeni i drugi rastvori ili rastopi provode struju kretanjem jona. Oni su obino soli, kiseline i baze, iji se jonski molekuli u rastvorima i rastopima razlau na pozitivno naelektrisane jone (katjone) i negativno naelektrisane jone (anjone). Sa porastom temperature poveava se i stepen disocijacije i pokretljivosti jona, pa se otpornost elektrolita smanjuje - dakle, nasuprot metalima, elektroliti imaju negativni temperaturski sainilac specifine elektrine otpornosti. Galvanski elementi (baterije) dele se na mokre i suve, prema tome da li je elektrolit u tenom ili vrstom (testastom) stanju. Najvie se upotrebljava suvi Leklaneov galvanski element, ija je anoda ugljena ipka, okruena smeom prahova MnO2 i ugljenika, katoda od Zn, a testasti elektrolit smea amonijum-hlorida (NH4Cl) (26%), cink-hlorida (9%) i vode.Akumulatori se dele na kisele i alkalne, prema karakteru elektrolita. Poznati su olovni, elini i srebrni akumulatori, dok su najperspektivniji Na/S akumulatori sa staklenim elektrolitom, kao i oni na bazi novih ugljenikovih jedinjenja i provodnih polimera, jer imaju najveu specifinu energiju zbog velike aktivne povrine upljikavih i lakih elektroda, sa velikom perspektivom za auto-industriju.