קטגוריות: מאמרים מוצגים » סוגיות שנויות במחלוקת
מספר צפיות: 34821
הערות לכתבה: 16
נחושת או אלומיניום - מה משתלם יותר?
רק שתי מתכות - נחושת ואלומיניום נמצאים בשימוש נרחב כמוליכים של זרם חשמלי. השימוש בהם ככזה נקבע על ידי התכונות הפיזיקליות המורכבות של המתכות עצמן ומחירן.
יסודות פיזיים של זרימת הזרם החשמלי במוליכים
כידוע מהפיזיקה, זרם חשמלי הוא תנועה מסודרת של מטענים חשמליים במוליך תחת השפעת כוחות שדה חשמלי. בעת העברת מטענים חשמליים במוליך הם עוברים פעולת נגד, המוערכת בערך ההתנגדות החשמלית ואשר נמדדת באוהם (אוהם).
ההתנגדות החשמלית למוליכים גליליים נקבעת על ידי הנוסחה r =ρ* l / s, איפה r - התנגדות חשמלית של מוליך, אוהם, ρ - התנגדות חשמלית של חומר המוליך, אוהם * mm2 / m, l - אורך מוליך, מ ', ש' - שטח חתך מוליך, מ"מ2
לכן בהנדסת חשמל משתמשים בחומרים בעלי התנגדות נמוכה (נחושת, אלומיניום, פלדה) לייצור חוטים.
לדוגמא: התנגדות נחושת - 0,0175 אוהם * מ"מ2/ m, ההתנגדות של האלומיניום היא 0, 0294 אוהם * מ"מ2/ מ
לפעמים במקום התנגדות חשמלית r משתמשים בערך הפוך - מוליכות g = 1 / r, ובמקום התנגדות ספציפית - מוליכות ספציפית γ = 1 /ρ. מוליכות חשמלית נמדדת בסימנס (ס"מ).
בעת העברת מטענים חשמליים במוליך, התנגדות חשמלית גורמת למוליך להתחמם. חימום זה מזיק ובעת הפעלת המוליך יש להגביל אותו תוך התחשבות בתכונות הפיזיקליות של המוליך ומעמד הבידוד.
טמפרטורת המצב הקבוע של המוליך עם הזרם תלויה בצפיפות הזרם, הנקבעת על ידי הנוסחה: δ = I / s, כאשר δ הוא צפיפות הזרם, ו / mm2, אני הערך הנוכחי, ו- s הוא שטח החתך של המוליך, מ"מ2
מה משתלם יותר להשתמש כחוטי חשמל - נחושת או אלומיניום?
בניתוח השוואתי של מגמות הצמיחה בעלות האלומיניום והנחושת במהלך העשרים וראשית העשריםאני מאות שנים, ברור שעלות האלומיניום גדלה לאט יותר מאשר נחושת. הבדל זה ניכר במיוחד בתחילת העשרים.אני מאה. מאז 2006 עלות הנחושת בבורסת המתכות בלונדון הגיעה ל -8,500 דולר לטון ואילו אלומיניום — 2500 דולר / טון. זה נובע מהשיפור והגידול בייצור האלומיניום, עם חומרי גלם נוחים וזולים לייצור מוצרי כבלים, שעלותם של המוצר הסופי עומדת על 25%.
עבור נחושת - המצב שונה. עתודות עפרות נחושת מתדרדרות, התוכן של עפרות נחושת יורד, משקעים חדשים דלים במתכת וקשים יותר לחילוץ. בנוסף, פיקדונות אלה אינם נגישים יותר מבחינה גיאוגרפית. לכן עלות חומרי הגלם בעלות המוצר הסופי עולה על 50% ועדיין צומחת.
מגמות אלה אינן משתנות, וכך גם הדינמיקה ההשוואתית של המחירים, אך לא צפויים שינויים. כל זה מדבר לטובת השימוש באלומיניום.
מדעי גילוי מוליכות-על והיישום התעשייתי שלה עדיין לא ניתן להשגה לתרגול עולמי. לאור העובדה כי המוליכות החשמלית של אלומיניום נמוכה מזו של הנחושת, חתך הרוחב של חוט האלומיניום, וכתוצאה מכך, נפחו צריך להיות גדול יותר מזה של הנחושת, וקוטר חוט האלומיניום, לאותו צפיפות זרם, צריך להיות 25% יותר מנחושת.
עם זאת, עליית הנפח, ומכאן מסת החוט האלומיניום, מפולסת על ידי צפיפות מתכת נמוכה (2.7 ט '/ מ')3 — אלומיניום, 8.9 ט '/ מ'3 — נחושת). לפיכך, מסת החוט האלומיניום, לאותה צפיפות זרם זהה, היא פחות פי שלוש מנחושת.
עם זאת, אין עלייה במסה כאשר משתמשים בחוטי אלומיניום במקום נחושת, עקב הדרישות של SNIP, לא.לדוגמא, מסת הנחושת בחוטים והכבלים הניחים בפנלים בדירת 3 חדרים מודרנית היא 10 ק"ג. משקל של כבל בעל שלושה ליבות של 1000 מטרים של כבל VVG (נחושת) עם חתך רוחב של 1.5 מ"מ2 הוא 93 ק"ג, והמסה של כבל ה- AVVG המקביל (אלומיניום) עם חתך רוחב של 2.5 מ"מ2 הוא 101 ק"ג. היתרונות של שימוש בחוטי אלומיניום נובעים ממחירי אלומיניום נמוכים בהרבה.
במחירים של ימינו השימוש בחוטי אלומיניום משתלם פי כמה מנחושת!
לקווי מתח גבוה ולמערכות כבלים עיליים, נעשה שימוש באלומיניום במשך זמן רב. אך בחוטים מבודדים, הגדלת קוטר הליבה דורשת עלייה בצריכה של תרכובת פלסטיק כבל PVC, שמחירם (1800 דולר / טון) קרוב למחיר האלומיניום. ככל שהחוטים דקים יותר, כך עולה עלות ההשוואה לבידוד חשמלי, והיתרונות של מעבר מנחושת לאלומיניום נמוכים יותר. עם זאת, במחירים שוטפים החיסכון עדיין משמעותי!
מעצבים, אדריכלים, חשמלאים חייבים להתגבר על ההטיה נגד השימוש בחוטי אלומיניום בבנייה חדשה. זה יאפשר שימוש באלומיניום חסכוני אך עתיר עבודה לחיווט בלוחות ובמוביל לנקודות עומס חיצוניות (שקעים ומתגים), מה שיוביל לחיסכון משמעותי.
ניתן להשתמש בחוטים מפותלים מאלומיניום עם יתרונות בולטים בייצור שנאים בעלי עוצמה נמוכה, מנועים חשמליים ומכונות חשמל אחרות.
כל זה יקבע את הביקוש העצום לאלומיניום בשוק העולמי ואת השימוש ב"מתכת מכונפת "בשטח.
מה אתה חושב על זה? השאר את התגובה שלך למאמר!
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: