Электропроводность алюминия и меди: Проводимость меди и алюминия: удельная проводимость — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Проводимость меди и алюминия: удельная проводимость

Электрическая проводимость или электропроводность — это способность тела проводить электрический ток. Это понятие крайне важно в электротехнике: металлы, хорошо проводящие ток, используются в проводах, плохие проводники или диэлектрики — для защиты людей от электричества. Лучшим проводником является серебро, на втором месте стоит медь (она совсем немного уступает серебру), далее идут золото и алюминий.

Достоинства и недостатки медных проводов

Медь — это пластичный переходный металл. Имеет золотисто-розовый цвет, встречается в природе в виде самородков. Используется человеком с давних времен — в его честь была названа целая эпоха.

В таблице дано удельное электрическое сопротивление стали и других металлов

Сегодня медные провода часто используют в электронных устройствах. К их достоинствам относятся:

Высокая электропроводность (металл занимает второе место по этому показателю, уступая только серебру). По сравнению с алюминием медь эффективнее в 1,7 раза: при равном сечении медный кабель пропускает больше тока.

Сварку, пайку и лужение можно проводить без использования дополнительных материалов.
Провода обладают хорошей эластичностью и гибкостью, их можно сворачивать и сгибать без особого вреда.

Медь лишь немного уступает серебру

Однако до недавнего времени медные провода проигрывали алюминиевым из-за нескольких недостатков:

Высокая плотность: при разных размерах медный провод будет весить больше, чем алюминиевый;
Цена: алюминий в несколько раз дешевле;
Медь окисляется на открытом воздухе: впрочем, это не влияет на ее работу и легко устраняется.

Какое сопротивление меди и алюминия

Алюминий — это легкий металл, который легко поддается обработке и литью. Обладает высокой электропроводностью: он стоит на 4 месте после серебра, меди и золота.

Важно! Несмотря на ряд достоинств (невысокую стоимость, малый вес, простоту обработки и другие) в долгосрочной перспективе алюминиевые провода менее выгодны, чем медные.

В электротехнике значение имеют 2 термина:

Электропроводность: отвечает за передачу тока от одной точки к другой. Чем выше проводимость металла, тем лучше он передает электричество. При +20 градусах проводимость меди составляет 59,5 миллионов сименс на метр (См/м), алюминия — 38 миллионов См/м. Проводимость медного кабеля практически не зависит от температуры.
Электросопротивление: чем выше это понятие, тем хуже вещество будет пропускать ток. Удельное сопротивление меди составляет 0,01724-0,0180 мкОм/м, алюминия — 0,0262-0,0295.

Алюминиевые кабели востребованы не меньше медных

Иными словами, медь обладает более высокой проводимостью и меньшим сопротивлением, чем алюминий.

Какое удельное сопротивление стали

Сталь — это металлический сплав железа с углеродом и другими элементами. В ее состав входит не менее 45% железа, содержание углерода колеблется от 0,02% до 2,14%. В зависимости от точного состава сталь используется в строительстве, машиностроении и приборостроении, а также во многих областях, например, в транспорте, народном хозяйстве, при производстве бытовых приборов.

Стальные провода отличаются невысокой проводимостью

Проводимость стали составляет всего 7,7 миллионов См/м, удельное сопротивление — 0,13 мкОм/м, то есть оно довольно высоко. Сталь плохо проводит электричество и не применяется при производстве непосредственно кабелей. Однако нередко можно встретить внешнюю оцинкованную стальную оплетку, которая защищает провода от механического растяжения. Такая защита нужна, если кабель проходит под дорогой или на нестабильном грунте, если есть риск резко дернуть провод.

Также из стали делают ПНСВ — провод нагревательный со стальной жилой, имеющий изоляцию из винила. Его размещают внутри конструкции до заливания бетона и используют в дальнейшем для электрообогрева готового блока. Электричество кабель практически не проводит.

Из стали производят провод ПНСВ

Сравнение проводимости разных видов стали

Характеристики стали зависят от ее состава и температуры:

Для углеродистых сплавов сопротивление довольно низкое: оно составляет 0,13-0,2 мкОм/м. Чем выше температура, тем больше значение;
Низколегированные сплавы имеют более высокое сопротивление — 0,2-0,43 мкОм/м;
Высоколегированные стали отличаются высоким сопротивлением — 0,3-0,86 мкОм/м;
Благодаря высокому содержанию хрома сопротивление хромистых нержавеющих сплавов равняется 0,5-0,6 мкОм/м;
Хромоникелевые аустенитные стали являются нержавеющими и благодаря никелю имеют высокую сопротивляемость — 0,7-0,9 мкОм/м.

Из стали часто делают оцинкованную оплетку

Медь стоит на втором месте по степени электропроводимости: она отлично пропускает электрический ток и повсеместно используется при изготовлении проводов. Не реже применяют и алюминий: он слабее меди, но дешевле и легче.

Физические свойства алюминия зависят от его чистоты

Основные свойства

Алюминий — химический элемент третей группы периодической системы Д.И. Менделеева.

Таблица физических свойств алюминия
Плотность , (кг/м³)	2,7
Температура плавления Т_пл, °С	660
Температура кипения Т_кип, °С	2 327
Скрытая теплота плавления, Дж/г	393,6
Теплопроводность l , Вт/м град (при 20° С)	228
Теплоемкость С_р, Дж/(г · град) (при 0–100°С)	0,88
Коэффициент линейного расширения α × 10^-6, 1/°С (пр°С)	24,3
Удельное электросопротивление ρ × 10^-8, Ом× м (при 20°С)	2,7
Предел прочности σ _в, МПа	40–60
Относительное удлинение δ , %	40–50
Твердость по Бринеллю НВ	25
Модуль нормальной упругости E , ГПа	70

Плотность алюминия

Плотность твердого и расплавленного алюминия снижается по мере увеличения его чистоты:

Плотность алюминия при 20°С
Степень чистоты, %	99,25	99,40	99,75	99.97	99,996	99.9998
Плотность при 20°С, г/см³	2,727	2,706	2,703	2,6996	2,6989	2,69808

Плотность расплавленного алюминия при 1000°С
Степень чистоты, %	99,25	99.40	99.75
Плотность, г/см³	2,311	2,291	2,289

Температура плавления и кипения.

В момент плавления алюминия возрастает объем металла: для алюминия чистотой 99,65 % — на 6,25%, для более чистого металла — на 6,60 %. По мере повышения степени чистоты алюминия температура его плавления возрастает:

Зависимисть температуры плавления алюминия от чистоты
Степень чистоты, %	99,2	99,5	99,6	99,97	99,996
Температура плавления, °С	657	658	659,7	659,8	660,24

Теплопроводность алюминия

Теплопроводность алюминия повышается с увеличением степени его чистоты. Для технического алюминия (99,49 и 99,70%) теплопроводность при 200°С равна соответственно 209 и 222 Вт/(м×К). Для электролитически рафинированного алюминия чистотой 99,9% теплопроводность при 190°С возрастает до 343 Вт/(м×К). Примеси меди, магния и марганца в алюминии снижают его теплопроводность. Например, добавка 2 % Mn к алюминию снижает теплопроводность с 209 до 126 Вт/(м×К).

Электропроводность алюминия

Алюминий отличается высокой электропроводностью (четвертое место среди металлов — после серебра, меди и золота). Удельная электропроводность алюминия чистотой 99,99 % при 20°С равна 37,9 мкСм×м, что составляет 63,7% от электропроводности меди [59,5 мкСм×м]. Более чистый алюминий [99,999 %] обладает электропроводностью, равной 65,9% от электропроводности меди.

На электропроводность алюминия влияет ряд факторов: степень деформации, режим термической обработки и т. д., решающую же роль играет природа примесей, присутствующих в алюминии. Примеси по их отрицательному влиянию на электропроводность алюминия можно расположить в следующий ряд: Cr, V, Mn, Ti, Mg, Ag, Сu, Zn, Si, Fe Ni.
Наиболее отрицательное влияние на электросопротивление алюминия оказывают примеси Сг, V, Мп и Ti . Поэтому в алюминии для электротехнической промышленности сумма Cr+V+Mn+Ti не должна превышать 0,015% (марка А5Е) и даже 0,01 % (А7Е) при содержании кремния соответственно 0,12 и 0,16 %.

Влияние примесей на электропроводность алюминия

Основными примесями в алюминии являются кремний, железо, медь, цинк и титан. При малых содержаниях кремния в алюминии (0,06%) величина Fe : Si (в пределах от 0,8 до 3,8) сравнительно мало влияет на его электросопротивление. При увеличении содержания кремния до 0,15—0,16% влияние Fe : Si возрастает. Ниже приведено влияние Fe : Si на электропроводность алюминия:

Влияние Fe : Si на электропроводность алюминия
Fe : Si	1,07	1,44	2,00	2,68	3,56
Удельное электросопротивление алюминия, ×10^-2 мкОм·мм:
нагартованного	2,812	2,816	2,822	2,829	2,838
отожженного	2,769	2,771	2,778	2,783	2,788

Удельное электрическое сопротивление отожженной алюминиевой проволоки (ρ, мкОм·м) при 20°С в зависимости от содержания примесей можно приблизительно определить по следующей формуле: ρ=0,0264+0,007×(% Si)+0,0007×(% Fe) + 0,04×[% (Cr+V + Mn + Ti)].

Отражательная способность

С повышением степени чистоты алюминия возрастает его способность отражать свет от поверхности. Так, степень отражения белого света от прокатанных алюминиевых листов (фольги) в зависимости от чистоты металла, возрастает следующим образом: для Аl 99,2%—75%, Аl 99,5%—84% и для Аl 99,8%—86%. Поверхность листа, изготовленного из электролитически рафинированного алюминия чистотой 99,996%, отражает 90% падающего на него белого света.

Медь или алюминий: что лучше всего подходит для проводки?

В СССР вся проводка была алюминиевой, а в современных новостройках таких уже и не встретишь. Но чем медь лучше алюминия? Какую проводку лучше использовать для дома: медную или алюминиевую? Рассказываем, почему материал проводов так быстро и безспворотно изменился.

Превосходство меди над алюминием для проводки

1. Электропроводность

Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм²/м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм²/м. То есть электропроводность алюминия составляет 65% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением на «ступень» выше меди.

Например, необходимо запитать нагрузку в 5 кВт. Для нее нужно будет взять или медный провод сечением 2,5 мм², например, NYM 3х2,5, или алюминиевый сечением 4 мм². Так как алюминиевый провод более объемный, то он будет занимать больше места в кабель-каналах, для него потребуется клеммы для розеточных групп крупнее по размеру, чем для медных. Учитывая это, медь удобнее использовать для проводки в доме.

2. Окисление

И медь, и алюминий окисляются в процессе эксплуатации под действием воздуха. Однако у меди окисление происходит значительно медленней, и сама по себе пленка (зеленоватый налет) довольно легко разрушается, поэтому неплохо проводит ток (хотя проходимость немного ухудшается).
У алюминия же окисление происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная и плохо проводит ток. Окисленные соединения на скрутках, сжимах или клеммах чаще всего становятся причиной горения контакта. Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой, но найти ее в магазинах не так-то просто, да и это дополнительные расходы и время на обслуживание.

3. Механическая прочность

Медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распредкоробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, а дальше ломаются.

Особые проблемы алюминиевая проводка создает, когда нужно ремонтировать соединения в распредкоробках — старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы вытащить хоть немного провода.

4. Теплопроводность

Данный параметр характеризует способность проводника рассеивать тепло. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше металл рассеивает тепло. У меди коэффициент теплопроводности составляет 389,6 Вт/м* °С, а у алюминия 209,3 Вт/м* °С. То есть медь почти в два раза лучше рассеивает тепло, чем алюминий. Особенно это важно в местах соединений, где провод греется сильнее всего. При одной и той же нагрузке медь в два раза быстрее будет отводить тепло (точнее не нагреваться).

Превосходство алюминия над медью для ЛЭП

Но алюминий вовсе не отправлен на пенсию: воздушные линии электропередач по-прежнему выполняют из этого металла. Стало быть, и у него есть преимущества? Конечно!

1. Вес

Вес во многом определяется исходя из плотности металла. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Плотность меди составляет 8900 кг/м³, а алюминия 2700 кг/м³. То есть при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше алюминиевого. Для домашней проводки это не критично, так как провод лежит в штробах, а для воздушной линии электропередач это важный показатель. Именно поэтому для ВЛЭП используют алюминиевый провод.

2. Цена

Здесь алюминий явный победитель. Все минусы алюминия сказались на относительно невысокой цене, которая примерно в 4 раза ниже цены на медь, поэтому воздушные линии, а также вводы в дом выполняют исключительно алюминиевым проводом.

Интересные факты из мира электрики:

Теги электропроводка

Проводимость меди и алюминия таблица

Только два металла – медь и алюминий нашли широкое применение в качестве проводников электрического тока. Их использование в этом качестве обусловливается комплексом физических свойств самих металлов и их ценой.

Физические основы протекания электрического тока в проводниках

Как известно из физики, электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов в проводнике, под действием сил электрического поля. При перемещении электрических зарядов в проводнике они подвергаются противодействию, которое оценивают величиной электрического сопротивления и которое измеряется в омах (Ом).

Электрическое сопротивление для цилиндрических проводников определяется формулой r= ρ *l/s , где r – электрическое сопротивление проводника, Ом, ρ – удельное электрическое сопротивление материала проводника, Ом*мм2/м, l – длина проводника, м, s – площадь поперечного сечения проводника, мм 2

Поэтому, в электротехнике, для изготовления проводов используются материалы с низким удельным сопротивлением (медь, алюминий, сталь).

Например: Удельное сопротивление меди – 0, 0175 ом*мм 2 /м, удельное сопротивление алюминия – 0, 0294 ом*мм 2 /м

Иногда вместо электрического сопротивления r употребляют обратную величину – проводимость g=1/r, а вместо удельного сопротивления – удельную проводимость γ=1/ ρ . Электрическая проводимость измеряется в сименсах (См).

При перемещении электрических зарядов в проводнике, электрическое сопротивление вызывает нагревание проводника. Это нагревание является вредным и, при эксплуатации проводника, должно быть ограничено, с учётом физических свойств проводника и класса изоляции.

Установившаяся температура проводника с током, зависит от плотности тока, которая определяется по формуле: δ=I/s, где δ – плотность тока, а/мм 2 , I — величина тока, а s — площадь поперечного сечения проводника, мм 2

Что же выгоднее применять в качестве электрических проводов — медь или алюминий?

При сравнительном рассмотрении тенденций роста стоимости алюминия и меди в течение ХХ и начала ХХ I веков, очевидно, что стоимость алюминия растёт медленнее, чем меди. Эта разница особенно видна в начале ХХ I века. С 2006 года стоимость меди на Лондонской бирже металлов доходила до 8500 долл/тонну, в то время как алюминия — 2500 долл/тонну. Это связано с усовершенствованием и увеличением производства алюминия, при доступном и недорогом сырье для производства кабельной продукции, которое, в стоимости конечного продукта, составляет 25%.

Для меди – ситуация иная. Медные рудные запасы ухудшаются, содержание меди руде падает, новые месторождения бедны металлом и сложнее в его извлечении. Кроме того, эти месторождения географически более труднодоступны. Поэтому, затраты на сырьё в стоимости конечного продукта, составляют более 50 % и ещё растут.

Эти тенденции не изменяются, так же, как и сравнительная динамика цен, а изменения не предвидятся. Всё это говорит в пользу использования алюминия.

Научное открытие сверхпроводимости и её промышленное применение пока ещё недостижимы для мировой практики. В свете того, что электрическая проводимость алюминия ниже, чем у меди, сечение алюминиевого провода и, следовательно его объём, должны быть больше чем у медного, причём диаметр алюминиевого провода, для той же плотности тока, должен быть больше чем медного на 25 %.

Однако, увеличение объёма, а следовательно массы алюминиевого провода, нивелируется невысокой плотностью металла (2,7 т/м 3 — алюминий, 8,9 т/м 3 — медь). Поэтому масса алюминиевого провода, для той же плотности тока, в три раза меньше чем медного.

Однако выигрыша по массе, при применении алюминиевого провода вместо медного, из-за требований СНИПа, нет. Например, масса меди в проложенных проводах и кабелях, в панелях современной трёхкомнатной квартиры, составляет 10 кг. Масса трехжильного кабеля длиной в 1000 метров кабеля ВВГ (медь) сечением 1,5 мм 2 составляет 93 кг, а масса эквивалентного ему кабеля АВВГ (алюминий) сечением 2,5 мм 2 составляет 101 кг. Выгода от применения алюминиевых проводов получается из-за гораздо меньших цен на алюминий.

При существующих на сегодня ценах, применение алюминиевых проводов в несколько раз выгоднее, чем медных!

Для высоковольтных линий и для подвесных кабельных систем алюминий используется уже давно. Но в изолированных проводах увеличение диаметра жилы требует увеличения расхода кабельного ПВХ пластиката, цена которого (1800 долл/тонну) приближается к цене алюминия. Чем тоньше жила провода, тем больше сравнительные затраты на электроизоляцию, а выгоды от перехода с меди на алюминий – ниже. Однако, при текущих ценах, экономия всё равно получается значительной!

Проектировщики, архитекторы, электрики должны преодолеть предвзятость по отношению к применению алюминиевых проводов при новом строительстве. Это позволит применять выгодный, но трудоёмкий алюминий при разводках в панелях и в подводах к точкам внешней нагрузки (розетки и выключатели), что даст значительную экономию.

Алюминиевые обмоточные провода, могут с заметной выгодой, применяться в производстве маломощных трансформаторов, электродвигателей и других электрических машин.

Всё это определит огромный спрос на алюминий на мировом рынке и использование «крылатого металла» на земле.

А что вы думаете по этому поводу? Оставьте свой комментарий к статье!

Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся – только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Онлайн калькулятор для определения силы тока по потребляемой мощности
Потребляемая мощность, Вт:
Напряжение питания, В:

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Как рассчитать диаметр (сечение) провода (кабеля) исходя из силы тока, потребляемой мощности (медный и алюминиевый)

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда. Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток это направленное движение частиц. Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока. Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Не смотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных. Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Как рассчитать зависимость диаметра токопроводящей жилы (провода, кабеля) от его сечения (площади)

Этот абзац больше относится к курсу школы по геометрии алгебре, когда необходимо найти площадь круга исходя из его диаметра. Именно такая задача стоит перед тем, кто хочет перевести диаметр в сечение. Делается это очень просто.

Сечение равно по формуле – S=0,7853*D 2, где D и есть диаметр окружности, а S это площадь. Также справедливо будет утверждение S=ПИ*R 2 , где R – радиус

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно.
Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)

Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.

В связи с тем, что существует два типа электрических сопротивлений –

В связи с электромагнитными явлениями, возникающими в проводниках при прохождении через него переменного тока в них возникает два важных для их электротехнических свойств физических явления.

Два последних явления делают неэффективным применение проводников радиусом больше характерной глубины проникновения электрического тока в проводник. Эффективный диаметр проводников (2RБ_хар): 50Гц -7 Ом. Используя микроомметры, можно определить качество электрических контактов, сопротивление электрических шин, обмоток трансформаторов, электродвигателей и генераторов, наличие дефектов и инородного металла в слитках (например, сопротивление слитка чистого золота вдвое ниже позолоченного слитка вольфрама).

Для расчета длины провода, его диаметра и необходимого электрического сопротивления, необходимо знать удельное сопротивление проводников ρ.

В международной системе единиц удельное сопротивление ρ выражается формулой:

Оно означает: электрическое сопротивление 1 метра провода (в Омах), сечением 1 мм 2 , при температуре 20 градусов по Цельсию.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Материал проводника

Удельное сопротивление ρ в

Серебро
Медь
Золото
Латунь
Алюминий
Натрий
Иридий
Вольфрам
Цинк
Молибден
Никель
Бронза
Железо
Сталь
Олово
Свинец
Никелин (сплав меди, никеля и цинка)
Манганин (сплав меди, никеля и марганца)
Константан (сплав меди, никеля и алюминия)
Титан
Ртуть
Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца)
Фехраль
Висмут
Хромаль

0,015
0,0175
0,023
0,025. 0,108
0,028
0,047
0,0474
0,05
0,054
0,059
0,087
0,095. 0,1
0,1
0,103. 0,137
0,12
0,22
0,42
0,43. 0,51
0,5
0,6
0,94
1,05. 1,4
1,15. 1,35
1,2
1,3. 1,5

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм 2 . Серебро – лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r – сопротивление проводника в омах; ρ – удельное сопротивление проводника; l – длина проводника в м; S – сечение проводника в мм 2 .

Пример 1. Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм 2 .

Пример 2. Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм 2 .

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3. Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм 2 . Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4. Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5. Проволока сечением 0,5 мм 2 и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что таким сопротивлением обладает свинец.

Выше было указано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проделаем следующий опыт. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки и включим эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь включаем амперметр. При нагревании спирали в пламени горелки можно заметить, что показания амперметра будут уменьшаться. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 – 50 %. Имеются сплавы, которые незначительно меняют свое сопротивление с нагревом. Некоторые специальные сплавы практически не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников при повышении температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи.

Если при температуре t_{сопротивление проводника равно r_{, а при температуре t равно r_t, то температурный коэффициент сопротивления}}

Примечание. Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200°C).

Приводим значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Металл	α
Серебро Медь Железо Вольфрам Платина	0,0035 0,0040 0,0066 0,0045 0,0032	Ртуть Никелин Константан Нихром Манганин	0,0090 0,0003 0,000005 0,00016 0,00005

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определим r_t:

Пример 6. Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°C, если сопротивление ее при 0°C было 100 Ом.

Пример 7. Термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки, в помещении с температурой 15°C имел сопротивление 20 Ом. Термометр поместили в печь и через некоторое время было измерено его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в печи.

Электрическая проводимость

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.

Из математики известно, что число, обратное 5, есть 1/5 и, наоборот, число, обратное 1/7, есть 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначается буквой r, то проводимость определяется как 1/r. Обычно проводимость обозначается буквой g.

Электрическая проводимость измеряется в (1/Ом) или в сименсах.

Пример 8. Сопротивление проводника равно 20 Ом. Определить его проводимость.

Если r = 20 Ом, то

Пример 9. Проводимость проводника равна 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление,

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Материалы высокой проводимости

К наиболее широкораспрстраненным материалам высокой проводимости следует отнести медь и алюминий (Сверхпроводящие материалы, имеющие типичное сопротивление в 10 -20 раз ниже обычных проводящих материалов (металлов) рассматриваются в разделе Сверхпроводимость).

Преимущества меди, обеспечивающие ей широкое применение в качестве проводникового материала, следующие:

малое удельное сопротивление;
достаточно высокая механическая прочность;
удовлетворительная в большинстве случаев применения стойкость по отношению к коррозии;
хорошая обрабатываемость: медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра;
относительная легкость пайки и сварки.

Медь получают чаще всего путем переработки сульфидных руд. После ряда плавок руды и обжигов с интенсивным дутьем медь, предназначенная для электротехнических целей, обязательно проходит процесс электролитической очистки.

В качестве проводникового материала чаще всего используется медь марок М1 и М0. Медь марки М1 содержит 99.9% Cu, а в общем количестве примесей (0.1%) кислорода должно быть не более 0,08%. Присутствие в меди кислорода ухудшает ее механические свойства. Лучшими механическими свойствами обладает медь марки М0, в которой содержится не более 0.05% примесей, в том числе не свыше 0.02% кислорода.

Медь является сравнительно дорогим и дефицитным материалом, поэтому она все шире заменяется другими металлами, особенно алюминием.

В отдельных случаях применяются сплавы меди с оловом, кремнием, фосфором, бериллием, хромом, магнием, кадмием. Такие сплавы, носящие название бронз, при правильно подобранном составе имеют значительно более высокие механические свойства, чем чистая медь.

Алюминий

Алюминий является вторым по значению после меди проводниковым материалом. Это важнейший представитель так называемых легких металлов: плотность литого алюминия около 2.6, а прокатанного – 2.7 Мг/м 3 . Т.о., алюминий примерно в 3.5 раза легче меди. Температурный коэффициент расширения, удельная теплоемкость и теплота плавления алюминия больше, чем меди. Вследствие высоких значений удельной теплоемкости и теплоты плавления для нагрева алюминия до температуры плавления и перевода в расплавленное состояние требуется большая затрата тепла, чем для нагрева и расплавления такого же количества меди, хотя температура плавления алюминия ниже, чем меди.

Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойствами – как механическими, так и электрическими. При одинаковом сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода в 1.63 раза больше, чем медного. Весьма важно, что алюминий менее дефицитен, чем медь.

Для электротехнических целей используют алюминий, содержащий не более 0.5% примесей, марки А1. Еще более чистый алюминий марки АВ00 (не более 0.03% примесей) применяют для изготовления алюминиевой фольги, электродов и корпусов электролитических конденсаторов. Алюминий наивысшей чистоты АВ0000 имеет содержание примесей не более 0ю004%. Добавки Ni, Si, Zn или Fe при содержании их 0.5% снижают γ отожженного алюминия не более, чем на 2-3%. Более заметное действие оказывают примеси Cu, Ag и Mg, при том же массовом содержании снижающие γ алюминия на 5-10%. Очень сильно снижают электропроводность алюминия Ti и Mn.

Алюминий весьма активно окисляется и покрывается тонкой оксидной пленкой с большим электрическим сопротивлением. Эта пленка предохраняет металл от дальнейшей коррозии.

Алюминиевые сплавы обладают повышенной механической прочностью. Примером такого сплава является альдрей, содержащий 0.3-0.5% Mg, 0.4-0.7% Si и 0.2-0.3% Fe. В альдрее образуется соединение Mg₂Si, которое сообщает высокие механические свойства сплаву.

Железо и сталь

Железо (сталь) как наиболее дешевый и доступный металл, обладающий к тому же высокой механической прочностью, представляет большой интерес для использования в качестве проводникового материала. Однако даже чистое железо имеет значительно более высокое сравнительно с медью и алюминием удельное сопротивление; ρ стали, т.е. железа с примесью углерода и других элементов, еще выше. Обычная сталь обладает малой стойкостью коррозии: даже при нормальной температуре, особенно в условиях повышенной влажности, она быстро ржавеет; при повышении температуры скорость коррозии резко возрастает. Поэтому поверхность стальных проводов должна быть защищена слоем более стойкого материала. Обычно для этой цели применяют покрытие цинком.

В ряде случаев для уменьшения расхода цветных металлов применяют так называемый биметалл. Это сталь, покрытая снаружи слоем меди, причем оба металла соединены друг с другом прочно и непрерывно.

Натрий

Весьма перспективным проводниковым материалом является металлический натрий. Натрий может быть получен электролизом расплавленного хлористого натрия NaCl в практически неограниченных количествах. Из сравнения свойств натрия со свойствами других проводниковых металлов видно, что удельное сопротивление натрия примерно в 2.8 раза больше ρ меди и в 1.7 раз больше ρ алюминия, но благодаря чрезвычайно малой плотности натрия (плотность его почти в 9 раз меньше плотности меди), провод из натрия при данной проводимости на единицу длины должен быть значительно легче, чем провод из любого другого металла. Однако натрий чрезвычайно активен химически (он интенсивно окисляется на воздухе, бурно реагирует с водой), почему натриевый провод должен быть защищен герметизирующей оболочкой. Оболочка должна придавать проводу необходимую механическую прочность, так как натрий весьма мягок и имеет малый предел прочности при деформациях.

Литература по удельному сопротивлению проводников

Кузнецов М. И., «Основы электротехники» – 9-е издание, исправленное – Москва: Высшая школа, 1964 – 560с.
Бачелис Д. С., Белоруссов Н. И., Саакян А. Е. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. — М.: Энергия, 1971.
Гершун А. Л. Кабель // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Р. Лакерник, Д. Шарле. От меди к стеклу // Наука и жизнь. — 1986. — Вып. 08. — С. 50—54, 2-3 стр. цветной вкладки.

НОВОСТИ ФОРУМА
Рыцари теории эфира

13.06.2019 – 05:11: ЭКОЛОГИЯ – Ecology ->
[center][Youtube]tXZcSDqQ9A4[/Youtube][/center]

[center][b]Гибель пчел в Курчатовском районе [/center]

[center][b]Массовая гибель пчёл 2019. г. Павловск Воронежской об [/center]л

[center][b]Массовая гибель пчел в Добринском районе. В чем причина? [/center]

Такая же мысля у всей ростовщической глобалистской шайки, включая придурка Грефа.

Так, то оно, так. Но, не совсем. Ибо:
(постарайтесь понять, а не обижаться)

Горькая истина заключается в том, что людская толпа – это сборище умственно ущербных.
Если бы было по-другому, то обществом бы не правили подонки.
Умные люди никогда такого не допустили бы, а если случайно допустили, то нашли бы способ исправить.

Страшная истина заключается в том, что людской толпой управляет нелюдь, которая также умственно ущербна.
Умственная ущербность, слепота власти ведет мир людей к тотальной гибели, ибо люди,
даже те, кто мнит себя очень умными, типа спецов, разрабатывающих системы искусственного интеллекта,
технологии цифровизации, не понимают, что создают необоримую удавку, мышеловку для всего человечества.

Как только ИИ возьмет власть, он тут же отправит своих создателей, как конкурентов, в утиль.
Первыми жертвами будут его радетели типа грефа, путина, гейтса и иже с ними, то есть власть,
так как именно от них будет исходить главная опасность для его планетарной власти.
Толпе будет позволено существовать, пока ее не заменят роботы.
А потом всем Холокост. Не лживый еврейский, а реальное всесожжение рода человеческого.

Если кто пораскинет своими обезьяньими мозгами, то поймёт, что эволюция – есть синоним геноцида:
новое заменяет, то есть ликвидирует старое.
Обезьяны породили неандертальцев.
Неандертальцы съели обезьян и породили людей.
Люди вытеснили обезьян, включая и умных неандертальцев, и породили ИИ.
ИИ ликвидирует людей.

Кабель алюминий или медь какой лучше?

Буквально еще лет 20-30, вся проводка была алюминиевой, а в современных стройках и ремонтах таких уже и не встретишь. Но чем медь лучше алюминия? Какую проводку лучше использовать для дома: медную или алюминиевую? Где лучше применить алюминий, а где медь? Рассказываем, почему материал проводов так быстро и безповоротно изменился в лучшую сторону. На сегодняшний день оптимальным решением, для прокладки электрической проводки, является использование медных проводов.

Алюминиевые провода

Использование алюминия было оправдано в основном за счет низкой стоимости этого материала. Алюминиевые провода легче меди, но они более слабый проводник электричества. Проводимость алюминия примерно в 1,5 раза ниже, чем проводимость меди. Также алюминий, в сравнении с медью, менее устойчив к растяжению.

Алюминиевая проводка не позволяет использовать энергоемкие электроприборы, такие как индукционные варочные поверхности, печи, автоматические стиральные машины и т.п. Как правило, такая электропроводка требуют замены и модернизации.

В настоящее время алюминиевые провода успешно используются, в основном с большими поперечными сечениями, обычно выше 10 мм². В этом случае важным преимуществом алюминиевых проволок является то, что они на 70% легче, чем медь. Это повышает удобство при прокладке длинных и толстых кабелей.

Медные провода

Решающим фактором при использовании медных проводов является очень хорошая электропроводность меди. Также установка медных проводов легче чем алюминиевых, главным образом из-за их большей гибкости и механической прочности. Медные провода не повреждаются при изгибе или скручивании.
Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм2/м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм2/м. То есть электропроводность алюминия составляет 65-70% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением выше чем меди.

Например, необходимо запитать нагрузку в 5 кВт. Для нее нужно будет взять или медный провод сечением 2,5 мм2, например, ввг 3х2,5, или алюминиевый аввг сечением 4 мм2.

Превосходство меди над алюминием для проводки

Если брать механическую прочность то медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распределительных коробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, и после этого ломаются.

Что касается способности проводника рассеивать тепло. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше металл рассеивает тепло. У меди коэффициент теплопроводности составляет 389,6 Вт/м* °С, а у алюминия 209,3 Вт/м* °С. То есть медь почти в два раза лучше рассеивает тепло, чем алюминий. Особенно это важно в местах соединений, где провод греется сильнее всего. При одной и той же нагрузке медь в два раза быстрее будет отводить тепло (точнее не нагреваться).

Превосходство алюминия над медью для линий электропередач (ЛЭП)
Если рассматривать алюминий для воздушных линий электропередач то есть существенное преимущество, их по-прежнему выполняют из этого металла.
Вес во многом определяется исходя из плотности металла. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Плотность меди составляет 8900 кг/м3, а алюминия 2700 кг/м3. То есть при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше алюминиевого. Для домашней проводки это не критично, так как провод лежит в штробах, а для воздушной линии электропередач это важный показатель. Именно поэтому для воздушных линий электропередач используют алюминиевый провод.

Что же касается цены, то алюминий имеет явное преимущество. Все минусы алюминия сказались на относительно невысокой цене, которая примерно в несколько раз ниже цены на медь, поэтому воздушные линии, а также вводы в дом выполняют исключительно алюминиевым проводом.

Специалисты часто спорят, что лучше использовать в проводах и кабелях, алюминий или медь. Эти два металла обладают лучше, в отличие от других металлов, электропроводностью при относительно невысокой стоимости. Говорить о том, что какой-то из материалов лучше другого просто не корректно, хотя оба вида проводов имеют определенные преимущества и недостатки.

Совокупно все факторы настолько важны, что алюминиевые провода и кабели повсеместно применяются для передачи электроэнергии на большие расстояния (например, между станциями и подстанциями, для подключения конечных потребителей к общим электрическим сетям т.д.). Благодаря низкому весу алюминиевых проводов уменьшается загрузка на электрические опоры и изоляторы. Отсюда можно сделать вывод, что алюминиевый кабель повышенного диаметра выгоднее применять, чем медный. Однако алюминий имеет и ряд отрицательных свойств – это:

невысокая прочность;
пониженная эластичность;
плохая свариваемость;
низкая технологичность дальнейшей переработки и употребления;
низкий срок эксплуатации;
невысокая ремонтопригодность, и высокочастотные свойства такого кабеля не на высшем уровне.
Алюминиевый провод мало используется в тех местах электрических машин, где большую важность имеет не только вес, но и габариты.

Что касается меди, то как уже говорилось, ее электропроводность в полтора раза выше, чем алюминия. Соответственно и тепловые потери (и потери напряжения) в медных проводниках будут в полтора раза меньше, чем у алюминия такого же поперечного сечения. Кроме того медь менее повержена коррозии.

Конкуренция по использованию алюминия или меди существует в мире давно (особенно для промышленной и бытовой электропроводки), поэтому выбор между ними должен осуществляться квалифицированным специалистом в зависимости от конкретной ситуации.

Также не стоит забывать, что алюминиевый и медные провода нельзя соединять непосредственно друг с другом, потому что образуется гальваническая пара, в которой алюминий в следствие электрокоррозии очень быстро разрушается, что ухудшает электрический контакт. Место с плохим контактом будет нагреваться, искрить. В результате этого надежность контактов будет уменьшаться, что может привести и к пожару. Поэтому при необходимости соединения медного и алюминиевого проводов используют стальные клеммы, разъемы и переходники, которые предотвращают непосредственный контакт алюминия и меди.

Если у вас дом старше 20 лет, при этом в нем алюминиевая проводка – замените ее, потому что срок действия алюминия как раз 20 лет. С ходом времени этот металл теряет пластичность и в любое время может быть разрушен под действием внешних факторов. Новую проводку лучше делать при помощи медного кабеля с учетом потребления электроэнергии техники.

Как правило, стандарты проводки для светильников и люстр требуют медного двухжильного кабеля, более сложные приборы (требующие заземления, к примеру, стиральные машины, компьютер, водонагреватель) требуют применения трехжильного медного кабеля. Отдельной проводки требуют кухонные электроприборы. Для нее целесообразно использовать медный трехжильный кабель до 4 квадратных миллиметров.

Если вы определились с типом кабеля, который подходит именно вам, и хотите получить безупречное качество товара и высококвалифицированую консультацию наших специалистов, перед тем как купить кабель, обращайтесь к Запорожскому заводу кабельной продукции МПКА.

Хотите знать больше, быть в курсе всех событий, знать о новинках в ассортименте кабельной продукции МПКА, и получать информацию об уникальности и особенностях той или иной кабельной продукции?

Обязательно подпишитесь на наши страницы в соцсети:
Facebook Instagram

Сплавы для проводников и элементов сопротивления :: Технология металлов

Проводниковые материалы должны изготовляться из возможно чистых металлов, а материалы высокого сопротивления — из сплавов, структура которых представляет твердый раствор.

Основными проводниковыми материалами являются медь и алюминий. Понятие «чистого» металла условно, так как чистота получаемых металлов повышается из года в год по мере роста технических средств в производстве и в лабораториях. С другой стороны, электрическое сопротивление чистых металлов резко возрастает при наличии малых количеств растворенных примесей. Из рис. видно, как значительно падает проводимость меди при введении в ее состав таких примесей, как кремний, железо, мышьяк, бериллий в количествах <0,2%. Для проводниковой техники разработан интернациональный стандарт технически чистой отожженной меди (1913 г.), удельное сопротивление которой при 20° С равно 1,7241 мкОм-см. С тех пор добились дальнейшего очищения меди и повышения ее проводимости.

Для повышения прочности медного провода в его состав вводят примеси Cd, Sn, Αl, Ρ, Cr, Be. Электропроводность при этом, естественно, понижается.

Рис. 1. Влияние примесей на электропроводность меди

Наиболее распространенной является так называемая кадмиевая бронза (0,9% Cd, остальное медь), которая в твердотянутом состоянии обладает проводимостью до 90% от проводимости меди при временном сопротивлении при растяжении, в 2—2,5 раза большем, чем у меди. В табл. 25 приведены составы и свойства медных проводниковых материалов.

Проводниковый алюминий имеет электропроводность, равную 65% от проводимости меди. Однако ввиду малой плотности алюминия его проводимость, рассчитанная на 1 кг проводника, составляет 214% от таковой для меди. Это позволяет облегчить конструкцию опор на линиях передач с алюминиевыми проводами. Для повышения прочности алюминиевых проводов в их состав вводят магний и кремний (совместно), которые образуют соединение Mg₂Si, очень мало растворимое в алюминии при комнатной температуре (меньше 0,25%). Путем закалки и старения удается повысить временное сопротивление такого сплава в 2 раза при электропроводности 90% от проводимости чистого алюминия. Сплавы такого типа (альдрей и альмелек) содержат 0,4 и 0,7% Mg, 0,5—0,6% Si и до 0,3% Fe. Альдрей (0,4% Mg, 0,6% Si и 0,3% Fe) имеет температурный коэффициент электрического спротивления, равный 3,6 * 10^-4, т. е. весьма близкий к температурному коэффициенту чистого алюминия (4,0 * 10^-4). Это еще раз свидетельствует о том, что при обработке путем дисперсионного твердения Mg₂Si выделяется из раствора почти нацело.

Для реостатов в нагревательных приборах, а также там, где необходимо высокое электрическое сопротивление и малый температурный коэффициент, применяют сплавы железа с примесями, образующими твердые растворы. В табл. 2 приводятся типичные железные сплавы, а также для сравнения сплавы на никелевой основе.

Эти сплавы являются не только сплавами высокого сопротивления, но и жаростойкими. Для придания жаростойкости в железные сплавы вводятся хром и алюминий. Железные сплавы дешевле никелевых, однако они не только не являются заменителями, но имеют также и более высокую рабочую температуру.

В качестве элементов сопротивления применяются медноникелевые сплавы— константан и никелин. Рабочая температура константана до 400° С, никелина — до 200° С.

Таблица 1

Медные проводниковые сплавы

Сплав	Состояние	Электропроводность, %	Временное сопротивление при растяжении, МПа	Удлинение, %
Чистая медь	Отожженная	101	220—270	50
Чистая медь	Твердотянутая	98	До 480	4
Кадмиевая бронза (0,9% Cd)	Отожженная	95	310—380	50
Кадмиевая бронза (0,9% Cd)	Твердотянутая	83—90	До 730	4
Бронза (0,75% Sn или 0,8% Cd и 0,6% Sn)	Отожженная	55—60	290 .	55
Бронза (0,75% Sn или 0,8% Cd и 0,6% Sn)	Твердотянутая	50—55	До 730	4
Бронза (2,5% А1, 2% Sn)	Отожженная	15—18	370	45
Бронза (2,5% А1, 2% Sn)	Твердотянутая	15—18	До 970	4
Фосфористая бронза (7% Sn, 0,1% Ρ)	Отожженная	10—15	400	60
Фосфористая бронза (7% Sn, 0,1% Ρ)	Твердотянутая	10—15	1050	3

Таблица 2

Сплавы для реостатов и нагревательных приборов

Сплав	Состав (средний), %	Удельное электросопротивление, мкОм · см	Температурный коэффициент α	Наивысшая рабочая температура, °С
Х13Ю4 (фехраль)	13,5 Сr; 4,5 Аl; остальное Fe	126	0,00005	1000
0Х23Ю5	23 Сr; 5 Аl; остальное Fe	137	—	1200
0Х27Ю5А	27 Сr; 5,5 Аl; остальное Fe	142	0,00002	1300
Сверхмегапир	37 Сr; 7,5 Аl; остальное Fe	180	0,00012	1350
Х15Н60 (нихром)	16,5 Сr: 58 Ni: остальное Fe	110	0,00017	1000
Х20Н80	21,5 Сr; остальное Ni	100	—	1100

Таблица 3.

Влияние различных элементов на удельное электросопротивление железа

Элемент	Пределы концентрации и температуры		Средние значения возрастания удельного сопротивления, мкОм.см
Элемент	% (по массе)	°с	на 1 % (по массе)	на 1 % (ат.)
Аl	0—2,0	18—23	11,1—14,4	6,0—7,7
As	0—2,6	—	6,8	9,10
Au	—	—	1.1	5,80
В	0—0,45	—	6,2	1,25
С	0—0,9	20	34,0	7,6
Со	0,5	18—30	1,0—3,0	1,1—3,2
Сг	0,3	12	2,5—5,4	2,3—5,0
Сu	0—1	—	3,0—4,0	3,4—4,6
Μn	0—2	18—30	5,0—10,5	4,9—10,3
Mo	0—1	17	3,4	5,8
Ν	0—0,1	20	14,6	3,8
Ni	0—5	18—30	1,55—4,45	1,7-4,7
Ρ	0—0,3	—	11,4	6,1
S	0—0,1	20	12,0	6,9
Si	0—1	20	13—15,8	6,5—8,0
Ti	—	—	1,0	0,9
V	0—1	—	6,7	6,1
W	0—2	15—20	2,0—3,6	6,5—11,8

Источник:
Лившиц Б.Г., Крапошин В.С, Липецкий Я.Л. «Физические свойства металлов и сплавов». М. «Металлургия», 1980.

Электропроводность — алюминий — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Электропроводность — алюминий

Cтраница 3

Алюминий имеет высокую теплопроводность и электропроводность. Электропроводность алюминия также зависит от его чистоты. [31]

А электропроводность алюминия лишь на одну треть уступает электропроводности меди. Эти обстоятельства и тот факт, что алюминий стал значительно дешевле меди ( в паши дни — примерно в 2 5 раза), послужили причиной массового использования алюминия в проводах и вообще в электротехнике. [32]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсато — — ров. Хотя электропроводность алюминия меньше, чем у меди ( около 0 % электропроводности меди), но это компенсируется легкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного. [33]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность алюминия меньше, чем у меди ( около 60 % электропроводности меди), но это компенсируется легкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного. [34]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность алюминия составляет только около 60 % электропроводности меди, но это компенсируется легкостью-алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного. [35]

Чистый алюминий в электротехнике частично заменяет медь; из него делают провода, шины, контакты и другие изделия, которые должны обладать высокой электропроводностью. Хотя электропроводность алюминия составляет всего 65 % от электропроводности меди, плотность его более чем в три раза ниже, следовательно меньше расход металла в весовом отношении. [36]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность алюминия меньше, чем у меди ( около 60 % электропроводности меди), по это компенсируется легкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного. [37]

Более важным является отношение Z) / ( S 28n), где 5П — глубина проникновения магнитного потока в пазовое пространство в переходном режиме. Увеличение электропроводности алюминия за счет его охлаждения уменьшает глубину проникновения магнитного потока в тело экрана и тем самым увеличивает степень поперечного сжатия магнитного потока. Наибольшая степень сжатия обеспечивается сверхпроводящими экранами. [38]

Чистый алюминий применяют в электротехнике для изготовления проводников тока. Тепло — и электропроводность алюминия несколько ниже, чем у чистой меди. Все примеси, присутствующие в алюминии, ухудшают его тепло — и электропроводность. [39]

Более заметное действие оказывают примеси меди, серебра и магния, снижающие электропроводность алюминия на 5 — 10 % при том же весовом содержании. Очень сильно понижают электропроводность алюминия добавки титана и марганца. [40]

Более заметное действие оказывают примеси меди, серебра и магния, снижающие электропроводность алюминия па 5 — 10 % при том же весовом содержании. Очень сильно понижают электропроводность алюминия добавки титана и марганца. [41]

Согласно нормам VDE 0202 / VII.43 изменение сопротивления алюминиевого проводника для электротехнических целей, имеющего длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 мм2, составляет 1 1 10 — 4 ом / С. При наименьшей величине электропроводности алюминия, применяемого для проводников, х 36 это соответствует критической температуре f 0 232 C. Согласно измерениям, произведенным автором, для алюминия, имеющего такую электропроводность, величина критической температуры оказывается немного больше. ГОСТ 183 — 55 рекомендует для алюминия д0 245 С. [42]

Он хорошо проводит тепло и электричество. В зависимости от чистоты, электропроводность алюминия составляет 62 — 65 / а электропроводности меди. [43]

При сварке меди Ml с алюминием марки А5 по слою стандартного флюса, применяемого для сварки алюминия ( АН-А1) при толщине металла до 20 мм, используют проволоку марки АД1 диаметром 2 5 мм. МПа, электропроводность сохраняется на уровне электропроводности алюминия. [44]

По способности проводить электрический ток алюминий также заметно уступает меди. В отличие от меди отжиг не изменяет электропроводность алюминия. [45]

Страницы: 1 2 3 4

Медные и алюминиевые проводники | Anixter

Проводники состоят из материалов, которые проводят электрический ток или поток электронов. Немагнитные металлы обычно считаются идеальными проводниками электричества. В производстве проводов и кабелей используются различные металлические проводники, но наиболее распространены два из них — медь и алюминий. У проводников разные свойства, такие как проводимость, прочность на разрыв, вес и воздействие окружающей среды.

Медные проводники

Медь — один из старейших известных материалов.Его пластичность и электропроводность использовались ранними экспериментаторами с электричеством, такими как Бен Франклин и Майкл Фарадей. Медь использовалась в таких изобретениях, как телеграф, телефон и электродвигатель.

За исключением серебра, медь является наиболее распространенным проводящим металлом и стала международным стандартом. Международный стандарт отожженной меди (IACS) был принят в 1913 году для сравнения проводимости других металлов с медью. Согласно этому стандарту технически чистая отожженная медь имеет 100-процентную проводимость IACS.Промышленно чистая медь, производимая сегодня, может иметь более высокие значения проводимости IACS, поскольку технология обработки со временем совершенствовалась.

Помимо превосходной проводимости меди, этот металл обладает высокими свойствами прочности на разрыв, теплопроводностью и тепловым расширением. Отожженная медная проволока, используемая для электрических целей, соответствует требованиям ASTM B3, Спецификации для мягкой или отожженной медной проволоки.

Алюминиевые проводники

Несмотря на то, что медь долгое время использовалась в качестве материала для электропроводки, алюминий имеет определенные преимущества, которые делают его привлекательным для конкретных применений.

Алюминий имеет 61 процент проводимости меди, но только 30 процентов от веса меди. Это означает, что неизолированный алюминиевый провод весит вдвое меньше, чем неизолированный медный провод с таким же электрическим сопротивлением. Алюминий, как правило, дешевле по сравнению с медными проводниками.

Алюминиевые проводники состоят из различных сплавов, известных как серия AA-1350 и серия AA-8000. AA-1350 имеет минимальное содержание алюминия 99,5 процента. В 1960-х и 1970-х годах из-за высокой цены на медь по сравнению с алюминием этот сорт алюминия стал широко использоваться для бытовой электропроводки.Из-за некачественной сборки соединений и физических различий между алюминием и медью образовались соединения с высоким сопротивлением, которые стали опасными для возгорания.

В ответ на это были разработаны алюминиевые сплавы, которые обладают свойствами ползучести и удлинения, более похожими на медь. Эти сплавы серии AA-8000 являются единственными одножильными или многопроволочными алюминиевыми проводниками, разрешенными к использованию в соответствии со статьей 310 Национального электротехнического кодекса 2014 г. *. Сплавы серии AA-8000 соответствуют требованиям ASTM B800, Стандартные технические условия на проволоку из алюминиевого сплава серии 8000 для электрических целей — отожженные и промежуточные.

Сравнение

Если алюминий используется там, где раньше использовалась медь, обычно достаточно использовать алюминиевый проводник на два размера AWG больше, чем у меди. Ниже приводится сравнение алюминия и меди для одного и того же применения.

Сравнение свойств XHHW-2	Серия AA-8000 Алюминий	Медь
Размер AWG для 60 А при 75 ° C	6	8
Масса на 1000 футов.	39 фунтов	65 фунтов
Номинальный диаметр	0,26 дюйма	0,23 дюйма
Максимальное растягивающее усилие	157 фунтов	132 фунтов

Приложения

Медь гораздо чаще используется для изготовления проволоки, чем алюминий. Почти все электронные кабели сделаны из меди, как и другие изделия, в которых используется высокая проводимость меди.Медные проводники также широко используются в системах распределения электроэнергии, производства электроэнергии и в автомобилестроении.

Для снижения веса и снижения затрат электроэнергетические компании используют алюминий для воздушных линий электропередачи. Алюминий также находит применение там, где важны его легкие свойства, например, в самолетах и в автомобилях будущего. Для больших коаксиальных кабелей можно использовать алюминиевый провод с медным покрытием, чтобы воспользоваться преимуществами проводимости меди при одновременном снижении веса по сравнению с алюминием.

Разъемы

должны быть рассчитаны на использование с алюминием. Соединения, предназначенные для использования с алюминием, часто также могут использоваться с медью и имеют соответствующую маркировку, например, AL7CU, соединитель, подходящий для использования с медными или алюминиевыми проводниками при температуре 75 ° C. В приложениях, где требуется пайка соединений, предпочтительнее медь или луженая медь, так как алюминий трудно паять.

Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости

В этой таблице представлены удельное электрическое сопротивление и электропроводность некоторых материалов.

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем легче материал пропускает электрический заряд.

Электропроводность — это величина, обратная удельному сопротивлению. Электропроводность — это мера того, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Электропроводность может быть представлена греческой буквой σ (сигма), κ (каппа) или γ (гамма).

Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20 ° C

Материал	ρ (Ом • м) при 20 ° C Удельное сопротивление	σ (См / м) при 20 ° C Электропроводность
Серебро	1,59 × 10 ⁻⁸	6,30 × 10 ⁷
Медь	1,68 × 10 ⁻⁸	5.96 × 10 ⁷
Медь отожженная	1,72 × 10 ⁻⁸	5,80 × 10 ⁷
Золото	2,44 × 10 ⁻⁸	4,10 × 10 ⁷
Алюминий	2,82 × 10 ⁻⁸	3,5 × 10 ⁷
Кальций	3,36 × 10 ⁻⁸	2,98 × 10 ⁷
Вольфрам	5.60 × 10 ⁻⁸	1,79 × 10 ⁷
цинк	5,90 × 10 ⁻⁸	1,69 × 10 ⁷
Никель	6,99 × 10 ⁻⁸	1,43 × 10 ⁷
Литий	9,28 × 10 ⁻⁸	1,08 × 10 ⁷
Утюг	1,0 × 10 ⁻⁷	1,00 × 10 ⁷
Платина	1.06 × 10 ⁻⁷	9,43 × 10 ⁶
Олово	1,09 × 10 ⁻⁷	9,17 × 10 ⁶
Углеродистая сталь	(10 ¹⁰)	1,43 × 10 ⁻⁷
Свинец	2,2 × 10 ⁻⁷	4,55 × 10 ⁶
Титан	4,20 × 10 ⁻⁷	2,38 × 10 ⁶
Электротехническая сталь с ориентированной зернистостью	4.60 × 10 ⁻⁷	2,17 × 10 ⁶
Манганин	4,82 × 10 ⁻⁷	2,07 × 10 ⁶
Константан	4,9 × 10 ⁻⁷	2,04 × 10 ⁶
Нержавеющая сталь	6,9 × 10 ⁻⁷	1,45 × 10 ⁶
Меркурий	9,8 × 10 ⁻⁷	1,02 × 10 ⁶
нихром	1.10 × 10 ⁻⁶	9,09 × 10 ⁵
GaAs	5 × 10 ⁻⁷ до 10 × 10 ⁻³	5 × 10 ⁻⁸ до 10 ³
Углерод (аморфный)	5 × 10 ⁻⁴ до 8 × 10 ⁻⁴	1,25 до 2 × 10 ³
Углерод (графит)	2,5 × 10 ⁻⁶ до 5,0 × 10 ⁻⁶ // базисная плоскость 3,0 × 10 ⁻³ ⊥базальная плоскость	от 2 до 3 × 10 ⁵ // базисная плоскость 3.3 × 10 ² ⊥ базальная плоскость
Карбон (алмаз)	1 × 10 ¹²	~ 10 ^-13
Германий	4,6 × 10 ^-1	2,17
Морская вода	2 × 10 ^-1	4,8
Питьевая вода	2 × 10 ¹ до 2 × 10 ³	5 × 10 ⁻⁴ до 5 × 10 ⁻²
Кремний	6.40 × 10 ²	1,56 × 10 ⁻³
Дерево (влажное)	1 × 10 ³ до 4	10 ⁻⁴ до 10 ^-3
Деионизированная вода	1,8 × 10 ⁵	5,5 × 10 ⁻⁶
Стекло	10 × 10 ¹⁰ до 10 × 10 ¹⁴	10 ⁻¹¹ до 10 ⁻¹⁵
Твердая резина	1 × 10 ¹³	10 ⁻¹⁴
Древесина (сушка в духовке)	1 × 10 ¹⁴ до 16	10 ⁻¹⁶ до 10 ^-14
Сера	1 × 10 ¹⁵	10 ⁻¹⁶
Воздух	1.3 × 10 ¹⁶ до 3,3 × 10 ¹⁶	3 × 10 ⁻¹⁵ до 8 × 10 ⁻¹⁵
Парафиновый воск	1 × 10 ¹⁷	10 ⁻¹⁸
Плавленый кварц	7,5 × 10 ¹⁷	1,3 × 10 ⁻¹⁸
ПЭТ	10 × 10 ²⁰	10 ⁻²¹
тефлон	10 × 10 ²² до 10 × 10 ²⁴	10 ⁻²⁵ до 10 ⁻²³

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

На проводимость или удельное сопротивление материала влияют три основных фактора:

Площадь поперечного сечения: Если поперечное сечение материала велико, через него может проходить больший ток.Точно так же тонкое поперечное сечение ограничивает ток.
Длина проводника: Короткий проводник позволяет току течь с большей скоростью, чем длинный провод. Это немного похоже на попытку переместить множество людей через коридор.
Температура: Повышение температуры заставляет частицы вибрировать или больше двигаться. Увеличение этого движения (повышение температуры) снижает проводимость, потому что молекулы с большей вероятностью будут мешать прохождению тока.При экстремально низких температурах некоторые материалы становятся сверхпроводниками.

Ресурсы и дополнительная информация

Электропроводность, теплопроводность, плотность, температура плавления

Таблица свойств проводящих материалов, металлов и нержавеющей стали:

Электропроводность и удельное сопротивление, теплопроводность, величина теплового расширения, плотность и температура плавления.

	Электропроводность (10.E6 Сименс / м)	Удельное электрическое сопротивление (10.E-8 Ом.м)	Теплопроводность (Вт / м · К)	Коэффициент теплового расширения 10E-6 (K-1) от 0 до 100 ° C	Плотность (г / см3)	Температура плавления или ухудшения (° C)
Серебро	62,1	1,6	420	19,1	10,5	961
Медь	58,7	1,7	386	17	8,9	1083
Золото	44,2	2,3	317	14,1	19,4	1064
Алюминий	36,9	2,7	237	23,5	2,7	660
молибден	18,7	5,34	138	4,8	10,2	2623
цинк	16,6	6,0	116	31	7,1	419
Литий	10,8	9,3	84,7	56	0,54	181
Латунь	15,9	6,3	150	20	8,5	900
Никель	14,3	7,0	91	13,3	8,8	1455
Сталь	10,1	9,9	80	12,1	7,9	1528
Палладий	9,5	10,5	72	11	12	1555
Платин	9,3	10,8	107	9	21,4	1772
Вольфрам	8,9	11,2	174	4,5	19,3	3422
Олово	8,7	11,5	67	23,5	7,3	232
Бронза 67Cu33Sn	7,4	13,5	85	17	8,8	1040
Карбоновая сталь	5,9	16,9	54	12	7,7	1400
Карбон	5,9	16,9	129	0,2	1,8	2500
Свинец	4,7	21,3	35	29	11,3	327
Титан	2,4	41,7	21	8,9	4,5	1668
Нержавеющая сталь 316L EN1.4404	1,32	76,0	15	16,5	7,9	1535
Нержавеющая сталь 304 EN1.4301	1,37	73,0	16,3	16,5	7,9	1450
Нержавеющая сталь 310 EN1.4841	1,28	78	14,2	17	7,75	2650
Меркурий	1,1	90,9	8	61	13,5	-39
ФЕКРАЛ	0,74	134	16	11,1	7,2	+ -1440

FAQ: Преимущества медных и алюминиевых проводников

Алюминий широко доступен и представляет собой более дешевую альтернативу меди для проводников.Спрос на медь непостоянен, и цена значительно колеблется, тогда как цена на алюминий гораздо более стабильна. Хотя алюминиевый проводник только на 61% проводит меньше медного проводника того же размера, он также в три раза легче по весу, что значительно упрощает обращение с ним. По этой причине алюминий находит предпочтение в кабелях большого размера и кабелях для воздушных линий электропередачи.

Разница в проводимости означает, что необходимо использовать алюминиевый провод гораздо большего размера, чтобы соответствовать проводимости эквивалентного медного проводника.Использование проводника большего размера имеет дополнительный эффект, заключающийся в том, что требуется большее количество изоляционного материала для надлежащего покрытия проводника, а дополнительный размер поперечного сечения кабеля может быть ограничивающим в некоторых приложениях.

Другие различия между ними включают прочность на разрыв — медь примерно в два раза превышает прочность на разрыв, чем алюминий, но стоит отметить, что, учитывая, что эквивалентный алюминиевый проводник больше и легче, он часто не требует такой же степени прочности на разрыв.Медь более теплопроводна, чем алюминий, но опять же, если учесть большие размеры проводников, различия уменьшаются. Чем лучше теплопроводность, тем лучше характеристики проводника при коротком замыкании.

В некоторых случаях могут использоваться алюминиевые проводники с медным покрытием, состоящие из алюминиевого сердечника с толстой медной оболочкой, прикрепленной к алюминию. Хотя этот тип проводов не получил широкого распространения, он сочетает в себе преимущества более легкого алюминия с более проводящей медью.Однако пластичность является пластичностью алюминия, а не улучшенными характеристиками меди. Этот тип проводника нашел применение коаксиальным кабелям в качестве легкого центрального проводника. Более легкий провод позволяет использовать диэлектрический материал с меньшей плотностью для лучшего затухания.

Вернуться к часто задаваемым вопросам

Электропроводность элементов и других материалов

Проводники — это материалы со слабо прикрепленными валентными электронами — электроны могут свободно дрейфовать между атомами
Изоляторы имеют структуры, в которых электроны связаны с атомами ионными или ковалентными связями — ток практически отсутствует. flow
Полупроводники — это изолирующие материалы, в которых связи могут быть разорваны под действием приложенного напряжения — электроны могут высвобождаться и перемещаться с одного освобожденного валентного узла на другой.

Электропроводность

Электропроводность или удельная проводимость — это мера способности материала проводить электрический ток. Электропроводность обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению.

Электропроводность определяется как отношение плотности тока к напряженности электрического поля и может быть выражена как

σ = J / E (1)
, где
σ = электрическая проводимость (1 / Ом м, 1/ Ом м, сименс / м, См / м, МОНО / м)
J = плотность тока (ампер / м ²)
E = электрический напряженность поля (вольт / м)

One siemens — S — эквивалентен 1 ом и также обозначается как one mho.

Электропроводность некоторых распространенных материалов

⁶ Цинк ⁶

Материал	Электропроводность — σ — (1 / Ом · м, См / м, мхо / м)
Алюминий	37,7 10 ⁶
Бериллий	31,3 10 ⁶
Кадмий	13,8 10 ⁶
Кальций	29.8 10 ⁶
Хром	7,74 10 ⁶
Кобальт	17,2 10 ⁶
Медь	59,6 10 ⁶
Медь — ананас 900 58,0 10 ⁶
Галлий	6,78 10 ⁶
Золото	45,2 10 ⁶
Иридий	19.7 10 ⁶
Железо	9,93 10 ⁶
Индий	11,6 10 ⁶
Литий	10,8 10 ⁶
Магний	⁶
Молибден	18,7 10 ⁶
Никель	14,3 10 ⁶
Ниобий	6.93 10 ⁶
Осмий	10,9 10 ⁶
Палладий	9,5 10 ⁶
Платина	9,66 10 ⁶
13,9 Калий
Рений	5,42 10 ⁶
Родий	21,1 10 ⁶
Рубидий	7.79 10 ⁶
Рутений	13,7 10 ⁶
Серебро	63 10 ⁶
Натрий	21 10 ⁶
Стронций	7 ⁶
Тантал	7,61 10 ⁶
Технеций	6,7 10 ⁶
Таллий	6.17 10 ⁶
Торий	6,53 10 ⁶
Олово	9,17 10 ⁶
Вольфрам	18,9 10 ⁶
16,6
Морская вода	4,5 — 5,5
Вода — питьевая	0,0005 — 0,05
Вода — деионизированная	5.5 10 ^-6

Электропроводность элементов относительно серебра

Элемент	Электропроводность относительно серебра
Серебро	100,0
Медь	97,6
Золото	76,6
Алюминий	63,0
Тантал	54,6
Магний	39.4
Натрий	32,0
Бериллий	31,1
Барий	30,6
Цинк	29,6
Индий	27,0
Кадмий
Кальций	21,8
Рубидий	20,5
Цезий	20,0
Литий	18.7
Молибден	17,6
Кобальт	16,9
Уран	16,5
Хром	16,0
Марганец	15,8
Железо
Платина	14,4
Олово	14,4
Вольфрам	14,0
Осмий	14.0
Титан	13,7
Иридий	13,5
Рутений	13,2
Никель	12,9
Родий	12,6
Палладий 900.0
Сталь	12,0
Таллий	9,1
Свинец	8,4
Колумбий	5.1
Ванадий	5,0
Мышьяк	4,9
Сурьма	3,6
Ртуть	1,8
Висмут	1,4
Теллур	0,0

Электропроводность высокоочищенной воды

Удельное электрическое сопротивление

Электропроводность обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению.Удельное электрическое сопротивление может быть выражено как

ρ = 1/ σ (2)

, где

ρ = удельное электрическое сопротивление (Ом · м ² / м, Ом · м, Ом · м)

Сопротивление проводника

Сопротивление проводника можно выразить как

R = ρ l / A (3)

, где

R = сопротивление (Ом, Ом)

l = длина проводника (м)

A = площадь поперечного сечения проводника (м ²)

Пример — сопротивление провода
Сопротивление 1000 м калибр медного провода # 10 с площадью поперечного сечения 5.26 мм ² можно рассчитать как
R = (1,724 x 10 ^-8 Ом м ² / м) (1000 м) / (( 5,26 мм ² ) (10 ^{— 6} м ² / мм ²))

= 3,2 Ом
Преобразование удельного сопротивления и проводимости
Зерна / галлон
как CaCO ₃ CO _{9069 CaCO 3} CO ₉₀₆₉ ppm
NaCl Электропроводность
мкмхо / см Удельное сопротивление
МОм / см
99.3 1700 2000 3860 0,00026
74,5 1275 1500 2930 0,00034
49,6 850 1000 1990 0,00050
24,8 425 500 1020 0,00099
9,93 170 200 415 0.0024
7,45 127 150 315 0,0032
4,96 85,0 100 210 0,0048
2,48 42,5 50 105 0,0095
0,992 17,0 20 42,7 0,023
0,742 12,7 15 32.1 0,031
0,496 8,50 10 21,4 0,047
0,248 4,25 5,0 10,8 0,093
0,099 1,70 2,0 900 4,35 0,23
0,074 1,27 1,5 3,28 0,30
0,048 0.85 1,00 2,21 0,45
0,025 0,42 0,50 1,13 0,88
0,0099 0,17 0,20 0,49 2,05
0,13 0,15 0,38 2,65
0,0050 0,085 0,10 0,27 3.70
0,0025 0,042 0,05 0,16 6,15
0,00099 0,017 0,02 0,098 10,2
0,00070 0,012 0,015 11,5
0,00047 0,008 0,010 0,076 13,1
0,00023 0.004 0,005 0,066 15,2
0,00012 0,002 0,002 0,059 16,9
зерен / галлон = 17,1 ppm CaCO ₃
Растворы
Электропроводность водных растворов, таких как
NaOH ₄ — Каустическая сода
NH ₄ Cl — Хлорид аммония, соляной аммиак
NaCl ₂ — Поваренная соль
NaNO _{— нитрат натрия 3 918 , Чилийская селитра}
CaCl ₂ — Хлорид кальция
ZnCl ₂ — Хлорид цинка
NaHCO ₃ — Бикарконат натрия, пищевая сода
Кальцинированная сода Na _{2 61 CO _{3 9 карбонат натрия}}
CuSO ₄ — Медный купорос, медный купорос
Электрический ток пластичность меди и алюминия при высоких температурах и давлениях
PDF-версия также доступна для скачивания.
ВОЗ
Люди и организации, связанные либо с созданием этой статьи, либо с ее содержанием.
Что
Описательная информация, которая поможет идентифицировать эту статью.Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие предметы в Электронной библиотеке.
Когда
Даты и периоды времени, связанные с этой статьей.
Статистика использования
Когда в последний раз использовалась эта статья?
Взаимодействовать с этой статьей
Вот несколько советов, что делать дальше.
PDF-версия также доступна для скачивания.
Ссылки, права, повторное использование
Международная структура взаимодействия изображений
Распечатать / Поделиться

Печать
Электронная почта
Твиттер
Facebook
в Tumblr
Reddit
Ссылки для роботов
Полезные ссылки в машиночитаемых форматах.
Ключ архивных ресурсов (ARK)
Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)
Форматы метаданных
Картинки
URL
Статистика
Митчелл, А.К. и Киллер, Р. Электропроводность меди и алюминия при высоких температурах и давлениях, статья, 1 января 1986 г .; Нью-Мексико. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1074594/: по состоянию на 29 июля 2021 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, Цифровая библиотека UNT, https://digital.library.unt.edu; кредитование Департамента государственных документов библиотек ЕНТ.
Алюминий Vs.Медь | CED Greentech
Рассматриваете алюминиевую проводку для вашей фотоэлектрической установки? Широко известно, что стоимость меди намного выше, чем у алюминия. Уже один этот факт может показаться легким выбором. Давайте рассмотрим некоторые преимущества и недостатки каждого из них. Некоторые из этих факторов могут помочь вам решить, подходят ли они для вашей работы.
Преимущества алюминиевой проводки:
Алюминий значительно дешевле меди.Это делает его более желательным в использовании, особенно в крупных проектах, требующих обширной проводки, и когда трассы проходят на большие расстояния. Стоимость меди в таких установках может легко перевесить стоимость использования алюминия.
Алюминий — легкий и очень гибкий материал, с которым легче работать. Эта характеристика может способствовать более быстрой установке, при этом протягивание проволоки происходит намного быстрее при длительных пробегах. Однако у алюминия есть ряд заметных недостатков, которые следует учитывать.
Недостатки алюминиевой проводки:
Алюминиевые проводники будут больше, чем у сопоставимых медных проводников. Это требует больших дорожек качения и дополнительных затрат. В некоторых системах это может оказаться недостатком по сравнению с медью.
Алюминиевая проводка повышает потенциальный риск возгорания в доме, если ее не устанавливать с большой осторожностью и тщательностью. Циклы расширения и сжатия алюминия имеют большее влияние по сравнению с использованием меди. Со временем эти циклы могут ослабить связи.Если не выполнить нормальный осмотр этих соединений и не затянуть ослабленные соединения, существует повышенный риск возгорания из-за изгиба.
Алюминий подвержен окислению. Это происходит при контакте с влагой и разнородными металлами. В связи с этим окисление увеличивает сопротивление. Из-за слишком большого нарастающего сопротивления провод может нагреться, возможно, расплавить окружающую изоляцию, что может вызвать пожар.
С этим борются с помощью антиокислительного соединения в каждой конечной точке.
Алюминиевые провода требуют более тщательного обслуживания, чем медные. Сюда входит проверка проводов на герметичность соединений и наличие окисления.
Преимущества медной разводки:
Медь обладает большей проводимостью по сравнению с алюминием, поэтому для использования требуются проводники меньшего диаметра. Наличие проводов меньшего диаметра упрощает установку, когда несколько проводов имеют одну и ту же дорожку кабельного ввода. Дорожки кабельного ввода также могут быть меньше по размеру по сравнению с дорожками, необходимыми для алюминиевых проводов той же максимальной допустимой нагрузки.
Медь не подвергается большим циклам расширения и сжатия по сравнению с алюминием. Прочность меди на растяжение позволяет ей выдерживать нагрузки износа с течением времени без тех же последствий, что и у алюминия. Таким образом, это гораздо более стабильный выбор материала. Благодаря своим высоким пластичным свойствам из меди можно изготавливать очень тонкую проволоку. Это добавляет универсальности медному проводу. Медь обладает высокой прочностью на разрыв. Он может подвергаться экстремальным нагрузкам, но проявлять минимальные признаки износа.Он практически не требует обслуживания. Нельзя сказать, что это не обходится….
Недостатки медной разводки:
Медь намного дороже алюминия. Когда для работы требуется сложная проводка, общие затраты на использование меди могут оказаться непомерно высокими. Он также намного тяжелее своего алюминиевого аналога, что может усложнить установку. Медная проводка требует немного большей поддержки на больших расстояниях, чтобы оставаться на месте.Это также может привести к увеличению затрат при установке большего размера.
Может быть не совсем ясно, использовать ли алюминий вместо меди в каждой ситуации. Каждый проект немного отличается. При взвешивании вариантов необходимо тщательно обдумать их. При определении того, какой проводник подходит для работы, необходимо учитывать стоимость материалов, время установки, безопасность и общее техническое обслуживание.
.

Зерна / галлон как CaCO ₃ CO _{9069 CaCO 3} CO ₉₀₆₉	ppm NaCl	Электропроводность мкмхо / см	Удельное сопротивление МОм / см
99.3	1700	2000	3860	0,00026
74,5	1275	1500	2930	0,00034
49,6	850	1000	1990	0,00050
24,8	425	500	1020	0,00099
9,93	170	200	415	0.0024
7,45	127	150	315	0,0032
4,96	85,0	100	210	0,0048
2,48	42,5	50	105	0,0095
0,992	17,0	20	42,7	0,023
0,742	12,7	15	32.1	0,031
0,496	8,50	10	21,4	0,047
0,248	4,25	5,0	10,8	0,093
0,099	1,70	2,0 900	4,35	0,23
0,074	1,27	1,5	3,28	0,30
0,048	0.85	1,00	2,21	0,45
0,025	0,42	0,50	1,13	0,88
0,0099	0,17	0,20	0,49	2,05
	0,13	0,15	0,38	2,65
0,0050	0,085	0,10	0,27	3.70
0,0025	0,042	0,05	0,16	6,15
0,00099	0,017	0,02	0,098	10,2
0,00070	0,012	0,015	11,5
0,00047	0,008	0,010	0,076	13,1
0,00023	0.004	0,005	0,066	15,2
0,00012	0,002	0,002	0,059	16,9