فئات: مقالات مميزة » القضايا الخلافية
مرات المشاهدة: 34821
تعليقات على المقال: 16
النحاس أو الألومنيوم - وهو أكثر ربحية؟
يستخدم على نطاق واسع اثنين فقط من المعادن - النحاس والألومنيوم كموصلات للتيار الكهربائي. يتم تحديد استخدامها على هذا النحو من خلال الخصائص الفيزيائية المعقدة للمعادن نفسها وسعرها.
الأساسيات المادية لتدفق التيار الكهربائي في الموصلات
كما هو معروف من الفيزياء ، التيار الكهربائي هو حركة مرتبة للشحنات الكهربائية في الموصل ، تحت تأثير قوى المجال الكهربائي. عند نقل الشحنات الكهربائية في الموصل ، يخضعون لرد فعل مضاد ، والذي يتم تقديره بقيمة المقاومة الكهربائية والذي يتم قياسه بالأوم (أوم).
يتم تحديد المقاومة الكهربائية للموصلات الأسطوانية بواسطة المعادلة r =ρ* لتر / ثانية, أين ص - المقاومة الكهربائية للموصل ، أوم ، ρ - المقاومة الكهربائية للمواد موصل ، أوم * مم 2 / م ، ل - طول الموصل ، م ، ق - مساحة المقطع العرضي للموصل ، مم2
لذلك ، في الهندسة الكهربائية ، يتم استخدام المواد ذات المقاومة المنخفضة (النحاس والألومنيوم والصلب) لتصنيع الأسلاك.
على سبيل المثال: مقاومة النحاس - 0،0175 أوم * مم2/ م ، مقاومة الألومنيوم 0 ، 0294 أوم * مم2/ م
في بعض الأحيان بدلاً من المقاومة الكهربائية r ، يتم استخدام قيمة عكسية - الموصلية g = 1 / r ، وبدلاً من المقاومة المحددة - الموصلية الخاصة γ = 1 /ρ. يقاس التوصيل الكهربائي في سيمنز (سم).
عند تحريك الشحنات الكهربائية في الموصل ، تتسبب المقاومة الكهربائية في تسخين الموصل. هذا التسخين ضار ، وعند تشغيل الموصل ، يجب أن يكون محدودا ، مع مراعاة الخصائص الفيزيائية للموصل وفئة العزل.
تعتمد درجة حرارة الحالة المستقرة للموصل مع التيار على كثافة التيار ، والتي تحددها الصيغة: δ = I / s ، حيث δ هي كثافة التيار ، و / مم2، أنا هي القيمة الحالية ، و s هي مساحة المقطع العرضي للموصل ، مم2
ما هو أكثر ربحية لاستخدامها الأسلاك الكهربائية - النحاس أو الألومنيوم؟
عند مقارنة اتجاهات النمو في تكلفة الألومنيوم والنحاس خلال العشرين ومطلع العشرينأنا قرون ، من الواضح أن تكلفة الألومنيوم ينمو ببطء أكثر من النحاس. هذا الاختلاف واضح بشكل خاص في بداية العشرين.أنا القرن. منذ عام 2006 ، وصلت تكلفة النحاس في بورصة لندن للمعادن إلى 8500 دولار للطن ، في حين أن الألومنيوم — 2500 دولار / طن. ويرجع ذلك إلى تحسن وزيادة إنتاج الألمنيوم ، مع وجود مواد أولية بأسعار معقولة وغير مكلفة لإنتاج منتجات الكابلات ، والتي تبلغ تكلفة المنتج النهائي فيها 25٪.
للنحاس - الوضع مختلف. تتدهور احتياطيات خام النحاس ، ومحتوى خام النحاس يتراجع ، والودائع الجديدة رديئة في المعدن وأكثر صعوبة في استخراجها. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن الوصول إلى هذه الودائع جغرافيا. لذلك ، فإن تكلفة المواد الخام في تكلفة المنتج النهائي أكثر من 50 ٪ ولا تزال تنمو.
هذه الاتجاهات لا تتغير ، كما تتغير الديناميات النسبية للأسعار ، وليس من المتوقع حدوث تغييرات. كل هذا يتحدث لصالح استخدام الألومنيوم.
علمي اكتشاف الموصلية الفائقة وتطبيقه الصناعي لا يزال بعيد المنال للممارسة العالمية. في ضوء حقيقة أن الموصلية الكهربائية للألمنيوم أقل من النحاس ، فإن المقطع العرضي لسلك الألمنيوم ، وبالتالي ، يجب أن يكون حجمه أكبر من النحاس ، وقطر سلك الألمنيوم ، لنفس كثافة التيار ، يجب أن يكون أكثر بنسبة 25 ٪ من النحاس.
ومع ذلك ، فإن الزيادة في الحجم ، وبالتالي كتلة سلك الألمنيوم ، يتم تسويتها بكثافة معدنية منخفضة (2.7 طن / م)3 — الألومنيوم ، 8.9 طن / م3 — النحاس). لذلك ، فإن كتلة سلك الألمنيوم ، لنفس الكثافة الحالية ، أقل بثلاث مرات من النحاس.
ومع ذلك ، لا توجد زيادة في الكتلة عند استخدام أسلاك الألمنيوم بدلاً من النحاس ، نظرًا لمتطلبات SNIP ، لا.على سبيل المثال ، كتلة النحاس في الأسلاك والكابلات الموضوعة في ألواح شقة حديثة من ثلاث غرف هي 10 كجم. وزن كابل ثلاثي النواة بطول 1000 متر من كابل VVG (النحاس) مع مقطع عرضي من 1.5 مم2 93 كجم ، وكتلة كبل AVVG المكافئ (الألومنيوم) مع مقطع عرضي 2.5 مم2 101 كجم. تعود فوائد استخدام أسلاك الألمنيوم إلى انخفاض أسعار الألومنيوم.
في أسعار اليوم ، يكون استخدام أسلاك الألمنيوم أكثر ربحية من النحاس!
لخطوط الجهد العالي وأنظمة الكابلات العلوية ، تم استخدام الألومنيوم لفترة طويلة. ولكن في الأسلاك المعزولة ، فإن زيادة قطر النواة تتطلب زيادة في استهلاك البلاستيك المركب بالكابل PVC ، والذي يقترب سعره (1800 دولار / طن) من سعر الألومنيوم. كلما كانت الأسلاك أرق ، زادت التكلفة النسبية للعزل الكهربائي وفوائد التبديل من النحاس إلى الألومنيوم. ومع ذلك ، في الأسعار الحالية ، وفورات لا تزال كبيرة!
يجب على المصممين والمهندسين المعماريين والكهربائيين التغلب على التحيز ضد استخدام أسلاك الألمنيوم في البناء الجديد. سيسمح هذا باستخدام الألومنيوم ذي التكلفة الفعالة ، ولكنه كثيف الاستخدام لليد في الأسلاك في الألواح ويؤدي إلى نقاط تحميل خارجية (مآخذ ومفاتيح) ، مما سيؤدي إلى توفير كبير.
يمكن استخدام أسلاك لف الألمنيوم ، مع فوائد ملحوظة ، في إنتاج المحولات منخفضة الطاقة والمحركات الكهربائية والآلات الكهربائية الأخرى.
كل هذا سيحدد الطلب الكبير على الألومنيوم في السوق العالمية واستخدام "المعادن المجنحة" على الأرض.
ما رأيك في هذا؟ اترك تعليقك على المقال!
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: