Κατηγορίες: Προτεινόμενα άρθρα » Αμφισβητούμενα θέματα
Αριθμός προβολών: 34821
Σχόλια σχετικά με το άρθρο: 16
Χαλκός ή αλουμίνιο - το οποίο είναι πιο κερδοφόρο;
Μόνο δύο μέταλλα - χαλκός και αλουμίνιο χρησιμοποιούνται ευρέως ως αγωγοί ηλεκτρικού ρεύματος. Η χρήση τους ως τέτοια καθορίζεται από τις σύνθετες φυσικές ιδιότητες των ίδιων των μετάλλων και της τιμής τους.
Φυσικά θεμελιώδη στοιχεία της ροής ηλεκτρικού ρεύματος σε αγωγούς
Όπως είναι γνωστό από τη φυσική, ένα ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια διαταγμένη κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων σε έναν αγωγό, υπό την επίδραση των δυνάμεων του ηλεκτρικού πεδίου. Όταν μετακινούνται ηλεκτρικά φορτία σε έναν αγωγό, υφίστανται μια αντίδραση, η οποία υπολογίζεται από την τιμή της ηλεκτρικής αντίστασης και η οποία μετράται σε ohms (Ohms).
Η ηλεκτρική αντίσταση για τους κυλινδρικούς αγωγούς καθορίζεται από τον τύπο r =ρ* l / s, όπου r - ηλεκτρική αντίσταση ενός αγωγού, Ohm, ρ - ηλεκτρική αντίσταση του υλικού αγωγού, Ohm * mm2 / m, l - μήκος αγωγού, m, s - επιφάνεια διατομής αγωγού, mm2
Ως εκ τούτου, στην ηλεκτροτεχνία, υλικά με χαμηλή ειδική αντίσταση (χαλκός, αλουμίνιο, χάλυβας) χρησιμοποιούνται για την κατασκευή συρμάτων.
Για παράδειγμα: Αντοχή χαλκού - 0,0175 ohm * mm2/ m, η αντίσταση του αλουμινίου είναι 0, 0294 ohm * mm2/ m
Μερικές φορές, αντί της ηλεκτρικής αντίστασης r, χρησιμοποιείται αντίστροφη τιμή - αγωγιμότητα g = 1 / r, και αντί της συγκεκριμένης αντίστασης - ειδική αγωγιμότητα γ = 1 /ρ. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα μετράται στη Siemens (cm).
Κατά τη μετακίνηση των ηλεκτρικών φορτίων σε έναν αγωγό, η ηλεκτρική αντίσταση προκαλεί τη θέρμανση του αγωγού. Η θέρμανση αυτή είναι επιβλαβής και, κατά τη λειτουργία του αγωγού, πρέπει να είναι περιορισμένη, λαμβανομένων υπόψη των φυσικών ιδιοτήτων του αγωγού και της κατηγορίας μόνωσης.
Η σταθερή θερμοκρασία του αγωγού με ρεύμα εξαρτάται από την πυκνότητα ρεύματος, η οποία προσδιορίζεται από τον τύπο: δ = I / s, όπου δ είναι η πυκνότητα ρεύματος και / mm2, I είναι η τρέχουσα τιμή, και s είναι η διατομή του αγωγού, mm2
Τι είναι πιο κερδοφόρο για χρήση ως ηλεκτρικά καλώδια - χαλκός ή αλουμίνιο;
Κατά τη σύγκριση των τάσεων ανάπτυξης στο κόστος του αλουμινίου και του χαλκού κατά τη διάρκεια του εικοστού και των αρχών του εικοστούΕγώ αιώνες, είναι προφανές ότι το κόστος του αργιλίου αυξάνεται με βραδύτερο ρυθμό από ό, τι ο χαλκός. Αυτή η διαφορά είναι ιδιαίτερα ορατή στις αρχές του εικοστού.Εγώ αιώνα. Από το 2006, το κόστος του χαλκού στο London Metal Exchange ανήλθε στα $ 8.500 / τόνο, ενώ το αλουμίνιο — 2500 δολάρια / τόνο. Αυτό οφείλεται στη βελτίωση και την αύξηση της παραγωγής αλουμινίου, με οικονομικά προσιτές και φθηνές πρώτες ύλες για την παραγωγή προϊόντων καλωδίων, η οποία, στο κόστος του τελικού προϊόντος, είναι 25%.
Για τον χαλκό - η κατάσταση είναι διαφορετική. Τα αποθέματα χαλκού χειροτερεύουν, η περιεκτικότητα σε μεταλλεύματα χαλκού πέφτει, οι νέες αποθέσεις είναι κακές στο μέταλλο και είναι πιο δύσκολο να εξαχθούν. Επιπλέον, οι καταθέσεις αυτές είναι γεωγραφικά πιο απρόσιτες. Ως εκ τούτου, το κόστος των πρώτων υλών στο κόστος του τελικού προϊόντος είναι πάνω από 50% και εξακολουθεί να αυξάνεται.
Οι τάσεις αυτές δεν αλλάζουν, όπως και η συγκριτική δυναμική των τιμών, αλλά δεν προβλέπονται μεταβολές. Όλα αυτά μιλούν υπέρ της χρήσης αλουμινίου.
Επιστημονική ανακάλυψη υπεραγωγιμότητας και η βιομηχανική εφαρμογή του είναι ακόμα ανέφικτη για την παγκόσμια πρακτική. Υπό το πρίσμα του γεγονότος ότι η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αλουμινίου είναι χαμηλότερη από εκείνη του χαλκού, η διατομή του σύρματος αλουμινίου και κατά συνέπεια ο όγκος του θα πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τον χαλκό και η διάμετρος του σύρματος αλουμινίου για την ίδια πυκνότητα ρεύματος θα πρέπει να είναι 25% μεγαλύτερη από τον χαλκό.
Ωστόσο, η αύξηση του όγκου και επομένως η μάζα του σύρματος αλουμινίου, ισοπεδώνεται από μια χαμηλή μεταλλική πυκνότητα (2,7 t / m3 — αλουμίνιο, 8,9 t / m3 — χαλκός). Ως εκ τούτου, η μάζα του σύρματος αλουμινίου, για την ίδια πυκνότητα ρεύματος, είναι τρεις φορές μικρότερη από το χαλκό.
Ωστόσο, δεν υπάρχει κέρδος στη μάζα όταν χρησιμοποιείτε σύρμα αλουμινίου αντί για χαλκό, λόγω των απαιτήσεων του SNIP, αριθ.Για παράδειγμα, η μάζα του χαλκού στα καλώδια και τα καλώδια που βρίσκονται στα πλαίσια ενός σύγχρονου διαμερίσματος τριών δωματίων είναι 10 κιλά. Βάρος ενός καλωδίου τριών πυρήνων με μήκος 1000 μέτρα καλωδίου VVG (χαλκός) με διατομή 1,5 mm2 είναι 93 kg και η μάζα του ισοδύναμου καλωδίου AVVG (αλουμίνιο) με διατομή 2,5 mm2 είναι 101 kg. Τα οφέλη από τη χρήση καλωδίων από αλουμίνιο οφείλονται σε πολύ χαμηλότερες τιμές αλουμινίου.
Στις σημερινές τιμές, η χρήση καλωδίων από αλουμίνιο είναι αρκετές φορές πιο κερδοφόρα από ό, τι ο χαλκός!
Για γραμμές υψηλής τάσης και για συστήματα εναέριας καλωδίωσης, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται για μεγάλο χρονικό διάστημα. Όμως, στα μονωμένα καλώδια, η αύξηση της διαμέτρου του πυρήνα απαιτεί αύξηση της κατανάλωσης καλωδίου από πλαστικό PVC, η τιμή του οποίου ($ 1800 / τόνο) πλησιάζει την τιμή του αλουμινίου. Όσο πιο λεπτό είναι τα καλώδια, τόσο μεγαλύτερο είναι το συγκριτικό κόστος ηλεκτρικής μόνωσης και τα οφέλη από τη μετάβαση από χαλκό σε αλουμίνιο είναι χαμηλότερα. Ωστόσο, σε τρέχουσες τιμές, οι αποταμιεύσεις εξακολουθούν να είναι σημαντικές!
Οι σχεδιαστές, οι αρχιτέκτονες, οι ηλεκτρολόγοι πρέπει να ξεπεράσουν την προκατάληψη κατά της χρήσης συρμάτων αλουμινίου σε νέες κατασκευές. Αυτό θα επιτρέψει τη χρήση αλουμινίου υψηλής απόδοσης, αλλά υψηλής έντασης εργασίας, για καλωδίωση σε πίνακες και σε αγωγούς εξωτερικών σημείων φόρτισης (πρίζες και διακόπτες), γεγονός που θα έχει ως αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας.
Τα καλώδια περιέλιξης αλουμινίου μπορούν με αξιοσημείωτα οφέλη να χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή μετασχηματιστών χαμηλής ισχύος, ηλεκτρικών κινητήρων και άλλων ηλεκτρικών μηχανών.
Όλα αυτά θα καθορίσουν την τεράστια ζήτηση αλουμινίου στην παγκόσμια αγορά και τη χρήση "φτερωτών μετάλλων" στο έδαφος.
Τι νομίζετε για αυτό; Αφήστε το σχόλιό σας στο άρθρο!
Δείτε επίσης στο i.electricianexp.com
: