luokat: Esitetyt artikkelit » Kiistanalaiset kysymykset
Katselukertoja: 34821
Kommentit artikkeliin: 16
Kupari tai alumiini - mikä on kannattavampaa?
Vain kahta metallia - kuparia ja alumiinia käytetään laajasti sähkönjohtimina. Niiden käyttö sellaisenaan määräytyy metallien monimutkaisten fysikaalisten ominaisuuksien ja hinnan perusteella.
Johtimien sähkövirran fyysiset perusteet
Kuten fysiikasta tiedetään, sähkövirta on sähkövarausten määrätty liike johtimessa sähkökentän voimien vaikutuksen alaisena. Kun siirretään sähkövarauksia johtimessa, niissä tapahtuu vastavoima, joka arvioidaan sähkövastuksen arvolla ja joka mitataan ohmeina (ohmeina).
Sylinterimäisten johtimien sähköinen resistanssi määritetään kaavalla r =ρ* l / s, missä r - johtimen sähkövastus, Ohm, ρ - johdinmateriaalin sähkövastus, ohm * mm2 / m, l - johtimen pituus, m, s - johtimen poikkipinta-ala, mm2
Siksi sähkötekniikassa johtojen valmistukseen käytetään materiaaleja, joilla on alhainen ominaisvastus (kupari, alumiini, teräs).
Esimerkiksi: Kuparin resistiivisyys - 0,0175 ohm * mm2/ m, alumiinin ominaisvastus on 0, 0294 ohm * mm2/ m
Joskus sähkövastuksen r sijaan käytetään käänteistä arvoa - johtavuus g = 1 / r, ja ominaisvastuksen sijasta - ominaisjohtavuus γ = 1 /ρ. Sähkönjohtavuus mitataan Siemensissä (cm).
Kun siirretään sähkövarauksia johtimessa, sähkövastus aiheuttaa johtimen kuumenemisen. Tämä kuumennus on haitallista ja sitä tulisi rajoittaa johdin käytön aikana ottaen huomioon johtimen fysikaaliset ominaisuudet ja eristysluokka.
Virtajohtimen vakaan tilan lämpötila riippuu virrantiheydestä, joka määritetään kaavalla: δ = I / s, missä δ on virrantiheys ja / mm2, I on nykyinen arvo ja s on johtimen poikkileikkauspinta-ala, mm2
Mikä on kannattavampaa käyttää sähköjohtimina - kuparia tai alumiinia?
Kun verrataan alumiinin ja kuparin kustannusten kehityssuuntauksia kahdennenkymmenennen ja kahdennenkymmenennen vuoden alkupuolellaminä Vuosisatojen ajan on selvää, että alumiinin hinta kasvaa hitaammin kuin kupari. Tämä ero on erityisen näkyvä kahdennenkymmenennen luvun alussa.minä luvulla. Vuodesta 2006 kuparin hinta Lontoon metallipörssissä on saavuttanut 8500 dollaria tonnilta alumiinin ollessa — 2500 dollaria / tonni. Tämä johtuu alumiinin tuotannon parantumisesta ja lisääntymisestä, sillä kaapelituotteiden valmistukseen on käytettävissä kohtuuhintaisia ja edullisia raaka-aineita, jotka lopputuotteen kustannuksissa ovat 25%.
Kuparille - tilanne on erilainen. Kuparimalmin varastot huononevat, kuparimalmin pitoisuus laskee, uudet saostumat ovat huonosti metallisia ja vaikeampia erottaa. Lisäksi nämä talletukset ovat maantieteellisesti tavoitettavissa. Siksi raaka-ainekustannukset lopputuotteen kustannuksissa ovat yli 50% ja kasvavat edelleen.
Nämä suuntaukset eivät muutu, samoin kuin hintojen vertaileva dynamiikka, mutta muutoksia ei ole odotettavissa. Kaikki tämä puhuu alumiinin käytön puolesta.
tieteellinen suprajohtavuuden havaitseminen ja sen teollista käyttöä ei voida vielä saavuttaa maailman käytännössä. Kun otetaan huomioon se tosiseikka, että alumiinin sähkönjohtavuus on alhaisempi kuin kuparin, alumiinilangan poikkileikkauksen ja sen seurauksena sen tilavuuden tulisi olla suurempi kuin kuparin, ja alumiinilangan halkaisijan tulisi olla samalla virtatiheydellä 25 prosenttia enemmän kuin kupari.
Tilavuuden ja siten alumiinilangan massan kasvu tasoittuu kuitenkin alhaisella metallitiheydellä (2,7 t / m3 — alumiini, 8,9 t / m3 — Kupari). Siksi samalla virtatiheydellä alumiinilangan massa on kolme kertaa pienempi kuin kupari.
SNIP: n vaatimuksista johtuen massanlisäystä ei kuitenkaan käytetä kuparin sijasta alumiinilangan kanssa.Esimerkiksi kuparin massa kaapeloiduissa johdoissa ja kaapeleissa nykyaikaisen kolmen huoneen asunnon paneeleissa on 10 kg. Kolmen ytimen kaapelin paino 1000 metriä VVG-kaapelia (kuparia), jonka poikkileikkaus on 1,5 mm2 on 93 kg ja vastaavan AVVG-kaapelin (alumiini) massa, jonka poikkileikkaus on 2,5 mm2 on 101 kg. Alumiinilankojen käytön edut johtuvat paljon alhaisemmista alumiinin hinnoista.
Alumiinilankojen käyttö on nykypäivän hinnoissa useita kertoja kannattavampi kuin kupari!
Alumiinia on käytetty jo pitkään korkeajännitejohdoissa ja ilmajohtojärjestelmissä. Eristetyissä johdoissa ytimen halkaisijan lisääminen edellyttää kaapeli-PVC-muoviyhdisteen kulutuksen lisäämistä, jonka hinta (1800 dollaria / tonni) on lähellä alumiinin hintaa. Mitä ohuemmat johdot, sitä suurempia sähköeristyksen kustannukset ovat, ja kuparista alumiiniin siirtymisen edut ovat alhaisemmat. Säästö on kuitenkin nykyhinnoilla edelleen huomattava!
Suunnittelijoiden, arkkitehtien ja sähköasentajan on ylitettävä puolueellisuus alumiinilankojen käyttöä vastaan uusissa rakennuksissa. Tämä mahdollistaa kustannustehokkaan, mutta työvoimavaltaisen alumiinin käytön johdotuksissa paneeleissa ja johtimissa ulkoisiin kuormituspisteisiin (pistorasiat ja kytkimet), mikä säästää huomattavasti.
Alumiinikäämityslankoja voidaan huomattavilla eduilla käyttää pienitehoisten muuntajien, sähkömoottoreiden ja muiden sähkökoneiden tuotannossa.
Kaikki tämä määrittelee alumiinin valtavan kysynnän maailmanmarkkinoilla ja "siivekkän metallin" käytön maassa.
Mitä mieltä olet tästä? Jätä kommentti artikkeliin!
Katso myös osoitteesta electro-fi.tomathouse.com
: