مزایای مربوط به استفاده از‌رسانا‌های مس در مقابل آلومینیوم چیست؟

مزایای مربوط به استفاده از‌رسانا‌های مس در مقابل آلومینیوم چیست؟

مس و آلومینیوم به دلیل مقاومت کم و‌رسانایی عالی بیشتر به عنوان هادی الکتریکی در کابل‌های الکتریکی استفاده می‌شوند. این فلزات هم شکل پذیر هستند و هم در برابر خوردگی نسبتاً مقاوم هستند، اما همچنین دارای خواص مختلفی هستند که آن‌ها را برای کاربرد‌های مختلف مفید می‌کند. رسانایی مس بیشتر از آلومینیوم است. مس به عنوان استاندارد برای‌رسانایی الکتریکی تعیین می‌شود – استاندارد بین المللی مس آنیل شده ( IACS ) با مقاومت مس  μΩcm 724.1 در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد، مقدار ۱۰۰٪ را به خود اختصاص می‌دهد. افزودن ناخالصی‌ها یا سخت شدن کار مس از طریق کشیدن، بر هدایت مس تأثیر نامطلوبی می‌گذارد. در حالی که آلیاژ‌های مس گاهی اوقات برای بهبود سختی مس در جایی که شکل‌پذیری مطلوب نباشد، یا برای افزایش مقاومت در برابر کشش، مقاومت در برابر انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر دما تولید می‌شوند، نتیجه این مواد آلیاژی اضافی کاهش‌رسانایی است.

آلومینیوم به وفور در دسترس است و جایگزین ارزانتری برای مس برای هادی‌ها ارائه می‌دهد. تقاضا برای مس متغیر است و قیمت به طور قابل توجهی در نوسان است در حالی که قیمت آلومینیوم بسیار پایدارتر است. در حالی که یک‌رسانای آلومینیوم فقط ۶۱ درصد‌رسانای هادی مس همان اندازه است، وزن آن نیز سه برابر سبک‌تر است که کار با آن را بسیار آسان‌تر می‌کند. به همین دلیل آلومینیوم در کابل‌ها و کابل‌های بزرگ برای توزیع مورد علاقه قرار می‌گیرد.

تفاوت در‌رسانایی به این معنی است که برای مطابقت با‌ رسانایی هادی مس معادل، باید از یک هادی آلومینیومی در ابعاد بسیار بزرگتر استفاده شود. استفاده از یک‌رسانای با اندازه بزرگتر، نیاز اضافی به مقدار مواد عایق برای پوشاندن کافی هادی دارد و ممکن است اندازه مقطع اضافی کابل در موارد خاص محدود باشد.

از دیگر تفاوت‌های این دو مقاومت کششی است – مس تقریباً دو برابر مقاومت کششی آلومینیوم دارد، اما لازم به ذکر است که با توجه به اینکه هادی آلومینیوم معادل آن بزرگتر و سبک‌تر است، اغلب به همان درجه مقاومت کششی احتیاج ندارد. مس‌رسانای حرارتی بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد اما وقتی اندازه هادی بزرگتر تولید شود اختلاف کاهش می‌یابد. هرچه‌رسانایی گرمایی بهتر باشد، عملکرد اتصال کوتاه‌رسانا نیز بهتر است.

در برخی موارد می‌توان از‌رسانا‌های آلومینیومی روکش مس تشکیل شده از یک هسته آلومینیوم با پوست سنگین مس متصل به آلومینیوم استفاده کرد. این نوع‌رسانا در حالی که از کاربرد گسترده‌ای برخوردار نیست، مزایای آلومینیوم سبک‌تر را با مس رساناتر ترکیب می‌کند. شکل‌پذیری از آلومینیوم است و عملکرد بهتر مس نیست. این نوع‌رسانا با کابل‌های کواکسیال به عنوان یک هادی مرکز سبک، مورد لطف واقع شده است. سیم سبک‌تر، می‌تواند از مواد دی الکتریک با چگالی کم برای میرایی بهتر استفاده کند.