أي الأسلاك أفضل - مقارنة الأسلاك النحاسية والألمنيوم

عند التخطيط لعمل كهربائي في منزل أو شقة ، قد يطرح السؤال ما هو الأفضل: الأسلاك النحاسية أم الألومنيوم؟

في هذه المقالة ، سنكتشف المواد التي يجب استخدامها في الأسلاك. الكابلات الكهربائية في المناطق السكنية ومراعاة جميع إيجابيات وسلبيات موصلات النحاس والألمنيوم.

مقارنة أسلاك الألمنيوم والنحاس بالمواصفات الفنية

لفهم الاختلاف بين النحاس والألمنيوم ، تحتاج إلى النظر في خصائصهما التقنية ومقارنتها.

خصائص الموصل

الخصائص الكهربائية الرئيسية للمادة الموصلة هي مقاومتها الكهربائية ، والتوصيل الحراري ومعامل درجة الحرارة للمقاومة. تشمل الخواص الميكانيكية الوزن والقوة والاستطالة عند الكسر وعمر الخدمة في ظل التشغيل العادي.

مقاومة كهربائية محددة

مقاومة كهربائية محددة هي قدرة المادة على مقاومة التيار الكهربائي أثناء تدفقها عبر موصل. يتم حساب هذه الخاصية بواسطة الصيغة:

Ρ = r⋅S / لتر ،

حيث l طول الموصل ، S هي منطقة المقطع العرضي ، r هي المقاومة.

للمقارنة:

مادة موصل	المقاومة الكهربائية ، أوم مم² / م
نحاس	0,0175
الألومنيوم	0,0300

كما يتضح من هذا الجدول ، يتمتع النحاس بمقاومة أقل ، وبالتالي ، فإنه يسخن بدرجة أقل وينقل التيار الكهربائي بشكل أفضل.

توصيل حراري

توصيل حراري - هذه خاصية للموصل ، والتي توضح مقدار الحرارة التي تمر لكل وحدة زمنية عبر طبقة من المادة. للحساب الكابلات الكهربائية هذه الخاصية مهمة للغاية ، لأن التشغيل الآمن للأسلاك الكهربائية يعتمد عليها. كلما زادت الموصلية الحرارية للمادة ، قل تسخينها وكان ذلك أفضل لإخراجها للحرارة الزائدة.

للمقارنة:

مادة موصل	الموصلية الحرارية ، W / (m · K)
نحاس	401
الألومنيوم	202—236

معامل درجة حرارة المقاومة

عندما يتم تسخين مواد مختلفة ، تتغير موصليةها الكهربائية. تسمى الخاصية التي تظهر هذا التغيير معامل درجة الحرارة للمقاومة (تكس). يتم تحديد هذه القيمة باستخدام مقياس TCS خاص ويتم أخذ متوسط ​​قيمة هذا المعامل.

ملحوظة! معامل درجة حرارة المقاومة هي نسبة التغير النسبي في المقاومة للتغير في درجة الحرارة. دلالة α.

للمقارنة:

مادة موصل	معامل درجة حرارة المقاومة 10-3/ك
نحاس	4,0
الألومنيوم	4,3

كلما انخفض معامل درجة حرارة المقاومة ، زاد استقرار الموصل.

الوزن والتوصيل الكهربائي للموصل

النحاس أثقل بكثير من الألمنيوم. كثافته 8900 كجم / م 3 ، وكثافة الألمنيوم 2700 كجم / م 3. هذا يعني أن الموصل النحاسي سيكون أثقل بمقدار 3.4 مرة من سلك الألمنيوم ذي الحجم المماثل.

من المهم أن نفهم أن الموصلية الكهربائية للنحاس أعلى بنسبة تزيد عن 50٪ من تلك الخاصة بالألمنيوم ، وبالتالي ، لكي يقوم موصل الألمنيوم بإجراء نفس التيار ، يجب أن يكون أكبر بنسبة 50٪ من النحاس.

لذلك ، يكون استخدام موصل نحاسي أكثر كفاءة من استخدام الكابل المصنوع من مادة الألومنيوم.

استطالة عند الكسر والقوة

يمكن أن يعمل الكبل الكهربائي في أوضاع وظروف تشغيل مختلفة ، لذلك ، عند اختيار موصل ، من المهم جدًا مراعاة مقاومته للإجهاد الميكانيكي. قوة الشد هي خاصية تأخذ في الاعتبار قوة المادة ومقاومة كسر الحمل.

للمقارنة:

مادة موصل	قوة الشد ، كجم / م²
نحاس	27 – 44,9
الألومنيوم	8 – 25

بناءً على تحليل الجدول ، يُلاحظ بوضوح أن النحاس يتمتع بمقاومة عالية للإجهاد الميكانيكي ويتجاوز الألمنيوم بشكل كبير في هذه الخاصية.

حياة

تعتمد مدة خدمة الأسلاك الكهربائية على ظروف التشغيل والبيئة.من المقبول عمومًا أن العمر الافتراضي لكابل الألومنيوم في ظل ظروف التشغيل العادية هو 20-30 عامًا. في الوقت نفسه ، تدوم الأسلاك النحاسية لفترة أطول ويمكن أن تصل مدة خدمتها إلى 50 عامًا.

ما هي مادة الأسلاك الكهربائية التي يجب اختيارها للشقة

في العهد السوفياتي ، كان استخدام أسلاك الألمنيوم شائعًا في المباني السكنية. كان هذا بسبب حقيقة أنه في المباني السكنية لم تكن هناك أحمال عالية على الشبكة الكهربائية بسبب انخفاض الطاقة وقلة عدد الأجهزة الكهربائية. مع تطور التكنولوجيا وظهور مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة الكهربائية القوية المستخدمة في المنزل ، زادت متطلبات الجودة والمواد الخاصة بالكابلات الكهربائية بشكل كبير. في الواقع الحديث ، لا يتم استخدام جهاز الأسلاك المصنوع من مادة الألومنيوم عمليًا ، وفقًا لـ PUE يجب أن تكون الأسلاك الكهربائية في المباني السكنية مصنوعة من النحاس!

حقيقة مثيرة للاهتمام! لا يعرف الكثير من الناس ، ولكن قبل ذلك بقليل ، قبل أسلاك الألمنيوم ، في عهد ستالين ، تم استخدام الأسلاك النحاسية في الشقق.

مزايا وعيوب أسلاك الألمنيوم

المزايا الرئيسية للأسلاك الكهربائية المصنوعة من الألومنيوم هي:

1. كتلة صغيرة: كثافة الألمنيوم أقل وبالتالي تكون كتلته أقل. عند وضع شبكات بسيطة مع العديد من الكابلات ، ولكن الأحمال الخفيفة ، ستكون هذه ميزة ملائمة.
2. سعر صغير: الألومنيوم أرخص بعدة مرات من النحاس ، لذلك تتميز المنتجات المصنوعة من هذه المادة أيضًا بسعر منخفض.
3. مقاومة الأكسدة: في حالة عدم ملامسته للبيئة يستمر لفترة طويلة ولا يتلف بالأكسدة.

تشمل عيوب هذه المواد ما يلي:

1. الموصلية الكهربائية المنخفضة يتميز الألمنيوم بمقاومته العالية وتسخن عند مرور تيار كهربائي عبره. لذلك ، يحظر PUE استخدام مثل هذا الكبل في الشبكات المنزلية مع مقطع عرضي للموصل أقل من 16 مم².
2. اتصال ردئ - بسبب العمليات المؤكسدة ودورات التسخين / التبريد ، يتم تدمير تقاطعات كابل الألومنيوم تدريجيًا ، مما قد يؤدي إلى حدوث خلل في الأسلاك الكهربائية أو حدوث ماس كهربائي.
3. هشاشة الموصلات - تنكسر هذه الكابلات بسهولة عند تسخينها ، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى حدوث أعطال.

مزايا وعيوب الأسلاك النحاسية

النحاس معتمد للاستخدام ويستخدم على نطاق واسع في الأسلاك الكهربائية في المباني السكنية والصناعية. من حيث الخصائص الكهربائية ، فهو يتفوق على العديد من المواد ويحتل المرتبة الثانية بعد الفضة.

مزايا الكابلات النحاسية هي:

1. الموصلية الكهربائية والحرارية العالية - يتمتع النحاس بمقاومة منخفضة نسبيًا وينقل التيار الكهربائي بشكل فعال ، وله كفاءة عالية ، كما أنه لا يسخن بشكل كبير مع قسم الكابل الصحيح.
2. المقاومة للتآكل - يمكن أن تعمل الموصلات النحاسية تحت أي ظروف وبيئة تشغيل ، وتعمل لفترة طويلة ولا تتآكل عمليًا.
3. مقاومة الإجهاد الميكانيكي الأسلاك الكهربائية النحاسية قوية ، مطيلة ومرنة.
4. المرونة وسهولة التركيب - الموصلات النحاسية مرنة للغاية ومن الملائم تركيبها بزوايا مختلفة وتوصيلها بالمآخذ والمفاتيح.

العيب الرئيسي للنحاس هو غالي السعر. لكن عليك أن تفهم أنه في إنتاج مثل هذا النوع من العمل المسؤول مثل الأسلاك والسلامة والمتانة أمران مهمان للغاية. لذلك ، على الرغم من تكلفتها ، فإن الأسلاك النحاسية تؤتي ثمارها بسرعة ، وإذا تم استخدامها بشكل صحيح ، فإنها تدوم لفترة طويلة جدًا دون إصلاحات أو أعطال.

هل يستحق استبدال أسلاك الألمنيوم القديمة؟

يمكن الإجابة على هذا السؤال بثقة وبشكل لا لبس فيه: نعم ، بالتأكيد يستحق كل هذا العناء! إن استخدام أسلاك الألمنيوم القديمة في ظل الأحمال الحديثة الحالية على الشبكة الكهربائية ليس غير فعال فحسب ، بل إنه غير آمن أيضًا. علاوة على ذلك ، وفقًا لـ PUE ، لا يمكن استخدام أسلاك الألمنيوم أثناء التثبيت. الأسلاك المنزلية. لذلك ، إذا كان من الممكن تغيير الأسلاك ، فيجب بالتأكيد تغييرها إلى النحاس مع الحساب الصحيح ، اختيار القسم وعدد الخطوط الكهربائية.

العمل الكهربائي هو الحال عندما لا يمكنك التوفير في جودة المواد. تعتمد سلامة الأشخاص والتشغيل الصحيح للأجهزة الكهربائية في المنزل على الاختيار الصحيح وحساب المواد.

إذا كنت لا تزال تقرر ترك الأسلاك الكهربائية القديمة ، فيجب عليك إعادة الدرع ، وتقييد الطاقة وحماية كل خط من تجاوز الحمل فوق 16 أ (سيسمح لك ذلك بعدم القلق من أن الأسلاك في مرحلة ما سوف ترتفع درجة حرارتها وتلتقط نار).

على الرغم من أن الأسلاك النحاسية أغلى بكثير من الألومنيوم ، إلا أنها تؤتي ثمارها على المدى الطويل ولا تسبب مشاكل للمستخدم.

مقالات مماثلة: