Какой металл проводит электрический ток лучше всего: Какой металл лучше всего проводит электрический ток?

Содержание

Алюминий проводит электрический ток или нет © Геостарт

Рубрика: Ремонт и инженерка

Алюминий проводит ток, кроме того, металл является одним из лучших существующих проводников. Из него изготавливают токопроводящие шины, кабельные наконечники и гильзы, кабель для воздушных линий электропередач, СИП (самонесущий изолированный провод) и провода меньшего сечения (для бытовых или производственных нужд), коаксиальный телевизионный кабель.

Сопротивление металла

Алюминий хорошо проводит ток, это металл, обладающий малым удельным весом, легко поддающийся литью и иным способам обработки. Показатель электропроводности ставит его на 4 место, уступая лишь серебру, меди и золоту.

Интересно! Хотя по ряду характеристик алюминий лучше меди, в условиях долгосрочной эксплуатации он не так предпочтителен из-за высокой хрупкости и ломкости.

Относительно показателя сопротивления алюминия, в электротехнической отрасли различают 2 термина:

Значение электропроводности, величина которого характеризует скорость передачи электрического тока из пункта «А» в пункт «Б». Чем выше цифра, тем лучше металл осуществляет транспортировку напряжения. Например, при температуре 20°С, меди свойственно значение 59,5 млн. См/м (Сименс на метр). Алюминию всего 38 млн. см/м.
Показатель электросопротивления. Чем больше значение, тем сложнее передаётся электричество. Удельный показатель медного провода равен 1,01724-0,0180 мкОм/м (микроОм — метр), алюминиевого – 0,0262-0,0295 мкОм/м.

Важно! Одним словом, алюминий хороший проводник тока. Имеет отличные показатели проводимости и сопротивления, но всё же уступает меди.

Иные свойства

Сегодня алюминия производится практически в 2 раза больше, чем меди. А в сравнении со всеми добываемыми металлами, он уступает только стали. Это подтверждает, что с каждым годом электротехническая отрасль наращивает обороты его использования. Объясняется это целым рядом причин, которые мы рассмотрим далее.

Электрические показатели алюминия

Согласно «Международному стандарту по отожженной меди» (IACS), последней присвоен показатель в 100% проводимости. В соответствии с вышеперечисленной информацией, алюминий проводит электричество лишь со значением в 61% в эквиваленте общепринятому стандарту.

Таким образом, равное процентное соотношение будет достигнуто только при больших поперечных сечениях. В виду того, что медь существенно тяжелее алюминия, такой «увеличенный» в массе проводник всё равно окажется легче медного.

Этот факт доказан путём сложных математических расчётов, результат которых показывает, что 1 кг. алюминия обеспечивает равную скорость проводимости, что 2 кг. меди. Потому, если этого не требуют определённые технические условия к размеру проводников, медь заменяется алюминием.

Полезно! Если для использования в домашней проводке вес электрического провода особой роли не имеет, то в применении на ВЛЭ (воздушных линиях электропередач) масса токоведущих жил сказывается значительно. Поэтому берётся тот, который легче, то есть алюминиевый.

Показатель прочности

При условии одинакового сечения медные жилы прочнее алюминиевых. Хотя, этот показатель легко увеличить за счёт легирования или термомеханической обработки, либо увеличить сечение.

Значения, приведённые в таблице, показывают, что алюминий проводит ток, но уступает меди в показателе «на разрыв». Тем не менее, он способен выдерживать собственный вес и не так перегружает опоры ВЛЭ, как медный.

Помимо этого, прессование алюминия подразумевает получение поперечных сечений сложных форм, чего нельзя получить из стали. Исходя из таких объективных причин новые элементы могут быть сконструированы так, что они окажутся наиболее эффективными в сравнении с допустимыми аналогами из других материалов.

Стойкость к коррозии

Алюминий не требует дополнительного окрашивания или покрытия цинком с целью защиты от коррозии. Естественное покрытие оксида предохраняет металл от последующего контакта с кислородом в воздухе и не допускает его дальнейшего окисления.

Интересно! При механическом повреждении защитного оксидного слоя, он мгновенно восстанавливается естественным путём

Срок службы

Продолжительность эксплуатации зависит от целого ряда условий. В первую очередь это температура и влажность. Хотя официально и озвучиваются цифры в 30 лет для меди и 15 для алюминия, на практике кабеля «отрабатывают» гораздо больше. В качестве примера можно привести дома сталинской или хрущёвской постройки. В некоторых из них до сих пор сохранилась «родная» электропроводка. Однако официальная информация озвучивается именно такими сроками.

Интересно! Иногда высказывается мнение, что такая электропроводка в доме опасна и может привести к возгоранию в результате перегрева контактов. Но такое может произойти с любым металлом, а причина скрывается не в его свойствах, а в плохом соединении или перегрузке линии. Аналогичные инциденты часто случаются в домах советской постройки. При проектировании квартир в 70-80-е гг. прошлого века никто не предполагал, что через несколько десятилетий они окажутся «наполнены» электроприборами, требующими большего сечения.

Преимущества и недостатки алюминиевой проводки

Повальное применение алюминиевой проводки практиковалось в зданиях старой постройки. Основный критерий в те времена был – лёгкая доступность и низкая себестоимость металла. Вероятности недостатка сечения кабеля в те времена не рассматривались из-за отсутствие электрической бытовой техники в квартирах среднестатистических граждан.

Положительные факторы

Небольшая масса алюминиевого провода делает его популярным при монтаже высоковольтных линий электропередач. Это условие уже озвучивалось ранее, поэтому рассмотрим ещё ряд иных аспектов:

Сравнительно низкая цена металла и изделий из него. Этот фактор играет роль при прокладывании длинных линий. Например, для полной электрификации загородного дома может понадобиться более 1 000 м. провода.
Стойкость к химическим окислениям. Это условие актуально с учетом того, что жилы скрыты пластмассовой изоляцией.
Стойкость участков, не имеющих изоляции. Как упоминалось ранее, на поверхности алюминия образуется защитная плёнка, которая не допускает возникновения окислительных процессов.

Недостатки металла

Несмотря на то, что алюминий проводит ток и имеет ещё целый спектр отличительных характеристик, повсеместного использования такой проводки не произошло по следующим причинам:

Металлу свойственен высокий показатель удельного сопротивления с соответственной склонностью к нагреву и последующему возгоранию. В связи с этим для электрификации коттеджа не рекомендуется использовать алюминиевый провод с сечением менее 16 мм.
При постоянно нагрузке (длительном подключении энергопотребителей), ослабляются контакты. Объясняется этот факт частым нагревом и остыванием участков.
Алюминиевые жилы намного быстрее переламываются в результате изгиба, что существенно снижает срок службы.

Медь и алюминий

Необходимость замены участка электропроводки может возникнуть при разных обстоятельствах (при повреждении, прокладке дополнительной ветви, иных причинах).

В этой ситуации соединяется «медь с медью» или «медь с алюминием». Контакты из разных металлов требуют особого внимания, а причина кроется в следующем:

Отличаются разным удельным сопротивлением. Даже прочно закрученный контакт со временем ослабнет из-за склонности алюминия к тепловому расширению.
Медь также имеет оксидную защитную плёнку. Однако от алюминиевой она отличается разным сопротивлением, в результате чего это отражается в повышении температуры контакта.

Важно! Находящиеся под нагрузкой соединения способны стать источником появления искр, что негативно сказывается на пропускной способности жилы и может стать причиной возникновения пожара.

Соединение медного и алюминиевого провода допустимо. Однако для этого необходимо придерживаться следующих способов:

Предварительно залудить медь паяльником и припоем.
Обработать контакт специальной антиокислительной смазкой.
Использовать специальные металлические приспособления (переходники): «Орешек»; Выполнено из 3 параллельных пластин, в которым между крайними закладывается токоносящая жила; Клеммные самозажимные или винтовые колодки; Опрессовка; Болтовое соединение; Пружинные клеммы.

Заключение

Алюминий проводит ток, кроме того, металл является отличным и надёжным проводником. Кроме того, все существующие линии электропередач (в том числе и высоковольтные) изготовлены из него. Также он может использоваться для электрификации коттеджа и прокладки внутренних коммуникаций. Единственное, на что следует обратить внимание – соответствие сечения кабеля заявленным мощностям будущих потребителей.

автор

Шишкина Варвара

Применение алюминия – Энергетика

Алюминий многогранен: он не только является универсальным
конструктивным материалом, но и отлично проводит электрический ток.
Сегодня именно алюминий, наряду с медью, обеспечивает передачу
электроэнергии на Земле.

Томас Эдисон
Американский изобретатель и предприниматель

Одним из важнейших открытий в истории человечества является электричество. Оно приводит в движение все на нашей планете, позволяет за доли секунды связывать континенты. Без него был бы невозможен современный научно-технический прогресс. Да и производить алюминий мы не могли бы без электричества. Любопытно, что сегодня именно этот металл отвечает за передачу электрической энергии на тысячи километров.

Среди недрагоценных металлов алюминий по электропроводности уступает только меди, и то лишь на треть, при этом алюминий обладает неоспоримым преимуществом – он легче. Чтобы пропускать ток такой же силы, что и медный, алюминиевый провод должен быть по сечению в полтора раза больше медного, но все равно будет иметь вдвое меньший вес. Для высоковольтных линий электропередач, которые осуществляют доставку электроэнергии на большие расстояния, весовые характеристики являются одним из важнейших параметров. Поэтому во всех магистральных воздушных линиях электропередач используются только алюминиевые провода.

Алюминий

Золото

Серебро

Впервые алюминиевые провода появились в конце XIX века в США. В 1880 году в Чикаго начальник железнодорожной станции заметил, что наружная медная проводка быстро разрушается, потому что медь разъедается паровозным дымом. Неизвестно, что именно подвигло его попробовать в качестве замены алюминий, но медный провод длиной несколько сот метров был заменен на алюминиевый, который оказался долговечнее, несмотря на то, что с каждым годом количество поездов на станции увеличивалось.

Сравнительно небольшой вес алюминиевых проводов позволяет снизить нагрузку на опоры электросетей и увеличить расстояние пролетов между ними, благодаря чему уменьшаются расходы и время на строительство. При прохождении через них тока алюминиевые провода нагреваются, и их поверхность покрывается прочной пленкой оксида. Она-то и служит им отличным изолятором, защищая от внешних воздействий.

13%

всего производимого в мире алюминия используется в энергетике

Для изготовления алюминиевой проводки используются сплавы серий 1ххх, 6ххх, 8ххх – последние позволяют создавать продукцию со сроком службы более 40 лет.

Заготовкой для алюминиевого кабеля служит алюминиевая катанка – сплошной алюминиевый прут диаметром от 9 до 15 мм. Она легко гнется и сворачивается без появления трещин. Ее практически невозможно порвать или сломать, она легко выдерживает значительные статические нагрузки.

Катанку производят методом непрерывного литья и прокатки. Полученную литую заготовку пропускают через несколько прокатных клетей, уменьшая сечение до нужного диаметра, и формируют гибкий шнур, который затем охлаждается и сворачивается в большие круглые рулоны – «бухты». Далее, уже на кабельных заводах, катанка перерабатывается в проволоку на специальном волочильном оборудовании, волочится до диаметров от 4 мм до 0,23 мм.

Существует несколько типов проводов для высоковольтных линий электропередач.

Воздушные линии электропередач построены по принципу цепной линии. Ее же использует паук в своей паутине. В перевернутом виде она используется при строительстве арок.

Чаще всего используется алюминиевый провод со стальным сердечником (ACSR, aluminium conductor steel reinforced). Он имеет в сердечнике несколько перекрученных стальных нитей, которые «обернуты» слоями алюминиевой проволоки. Сталь используется для увеличения прочности кабеля и позволяет ему сохранять первоначальную форму при нагреве и других нагрузках. Алюминиевая часть отвечает за передачу тока.

Полностью алюминиевый провод из нелегированного алюминия (AAAC, all aluminium alloy conductor) или из алюминиевого сплава легче армированного и в отличие от него абсолютно не подвержен коррозии.

Наконец, провод с композитным сердечником (ACCC, aluminium conductor composite core) позволяет сократить эффект термопровисания провода, характерный для типа ACSR, стальной сердечник которого расширяется при нагреве. Коэффициент расширения углеродного сердечника в 10 раз ниже стального. Кроме того, он существенно легче и прочнее – это позволяет использовать в таком проводе на 28% больше алюминия без увеличения диаметра и общего веса. Дополнительный алюминий сокращает потери энергии в линии на 25-40%.

Медь и алюминий в энергетике

Процесс замены существующих медных проводов в мире происходит с разной степенью интенсивности, но при строительстве новых линий электропередач компании стремятся использовать именно алюминиевые провода, особенно в сегменте высоковольтных линий. Например, национальный электрический кодекс США предписывает при строительстве новых зданий использовать именно алюминиевую проводку. А с введением с 1 сентября 2015 года новых стандартов в отношении использования низковольтных алюминиевых проводов в Китае использование алюминия в энергетике этой страны неминуемо возрастет.

Динамика цен на алюминий и медь (долларов США за тонну)

Использование алюминиевых кабелей имеет и значительный экономический эффект. Во-первых, алюминий существенно дешевле меди, а во-вторых, большая электропроводимость алюминия позволяет передавать больше электричества с использованием той же инфраструктуры. Энергопотребление в мире постоянно растет, сети не справляются с имеющейся нагрузкой, увеличивается количество перегрузок и аварий, а строительство новых ЛЭП – гораздо затратнее, чем замена кабеля.

Производители работают над усовершенствованием алюминиевых сплавов для
электротехнических нужд. Один из примеров – алюминиево-циркониевые провода, позволяющие удвоить пропускную способность линий электропередач без замены или строительства новых мачтовых опор. Особенно это ценится в местах густой застройки или на труднопроходимых ландшафтах. Алюминий успешно заменяет медную проводку в автомобилях, что позволяет снизить общий вес автомобиля в среднем на 12 кг.

Алюминий и алюминиевые сплавы также широко применяются в производстве электронных и микроэлектронных компонентов, в частности при производстве конденсаторов. Из него также делаются антенны, в том числе телевизионные. Этот металл применяется при строительстве радиолокаторов. А в некоторых странах из алюминия изготавливают и сами мачты-опоры для линий электропередач. Широко применяется алюминий и при производстве трансформаторов, а также роторных низковольтных двигателей.

Топ-4 самых проводящих металлов

Адам Иоаннидис

Различные металлы обладают разными свойствами – некоторые из них более уникальны, чем другие, но большинство из них определяют конкретный металл, что делает его идеальным для определенных применений. Сегодня мы поговорим о проводимости. Электропроводность имеет большое значение, особенно в современном мире, где наше общество так сильно зависит от электричества.

Что еще лучше, так это то, что вы сможете найти большинство из следующих металлов в металлоломе вокруг вашего дома, что будет удобно, если вы хотите продать металлолом. Итак, имея это в виду, давайте взглянем на четыре самых проводящих металла в мире и немного поговорим о них.

1. Серебро

Это может вас удивить, но это правда: серебро – это самый проводящий металл на планете. Простой ответ на вопрос, почему, заключается в том, что у него есть только один валентный электрон, который может свободно перемещаться из-за низкого уровня сопротивления серебра. Итак, почему мы редко слышим об использовании серебра в электропроводных устройствах? Есть несколько причин.

Во-первых, это дорогой металл, а во-вторых, он не очень устойчив к коррозии и потускнению, а это означает, что его внешний вид со временем будет ухудшаться, что в конечном итоге влияет на качество его проводимости. Тоже не очень сильный.

Таким образом, несмотря на то, что серебро является наиболее проводящим металлом, если принять во внимание скорость его износа и стоимость, оно не очень практично для большинства применений в электропроводке. При этом он по-прежнему используется в некоторых батареях, для электрических контактов, на печатных платах и для пайки, поэтому вы все равно сможете найти его в своем доме, если хотите продать металлолом.

2. Медь

Как и серебро, медь имеет только один валентный электрон и также обладает высокой проводимостью, но не такой проводимой, как серебро. При этом другие характеристики меди делают ее гораздо более подходящим вариантом, когда речь идет о многих широко распространенных электронных приложениях. Фактически, это самый популярный вариант металлической проводки, и считается, что его проводимость на 64% выше, чем у алюминия.

Отсутствие железа в меди также означает, что она обладает невероятными антикоррозионными свойствами. Добавьте к этому высокую пластичность, и станет понятно, почему медь является предпочтительным металлом для электропроводки. У вас не должно возникнуть проблем с поиском медного лома для продажи по всему дому, особенно если вы хотите избавиться от старого электрического оборудования или компонентов.

3. Золото

Золото берет немного от прежних металлов — оно обладает высокой проводимостью, пластичностью и чрезвычайно устойчиво к коррозии. Однако, будучи драгоценным металлом, таким как серебро, он также дорог в использовании и, следовательно, не очень практичен для повседневного применения. Интересно, что его уровень проводимости превосходит как серебро, так и медь, поскольку коррозионная стойкость золота настолько хороша, что оно никогда не тускнеет.

Это означает, что его эффективность проводимости никогда не будет колебаться — в отличие от серебра или даже меди (которая со временем уменьшится даже на небольшую величину, поскольку коррозия в какой-то момент неизбежна). Золото часто используется в электрических контактах и соединителях, а также в золотых проволоках и гальванических химикатах.

4. Алюминий

Несмотря на то, что алюминий не обладает такой проводимостью, как медь, на самом деле он является предпочтительным металлом для определенных применений в электропроводке. Алюминий пластичен и податлив, как медь, но имеет большее отношение прочности к весу (он в три раза легче меди), что делает его предпочтительным материалом, например, для линий электропередач. Тем не менее, для небольших повседневных проводных решений медь по-прежнему является предпочтительным металлом.

Вы хотите продать металлолом в Мельбурне?

Если у вас есть электронные отходы, в компонентах которых может быть некоторое количество серебра, или вы хотите избавиться от устаревших медных проводов, компания Metal Men Recycling — это лучшее место, где вы можете продать свой металлолом в Мельбурне. Наш огромный завод по переработке, расположенный в Пакенхеме, оснащен мостовыми весами и современным оборудованием для сортировки. Мы также предлагаем услуги по доставке и вывозу мусора, если на вашем участке или в офисе требуется большая уборка.

Мы покупаем широкий спектр металлолома, включая черный и цветной. Наши эксперты также могут помочь вам точно определить, что подлежит переработке, а что нет, если вы не уверены.

Итак, если у вас дома завалялся лишний металлолом, приходите в Metal Men Recycling и получайте деньги за то, что вносите изменения в окружающую среду. Позвоните нам по телефону 03 5941 6677 или свяжитесь с нами, заполнив онлайн-форму запроса сегодня.

Почему металлы проводят электричество?

Автор: gatewaycable, 18 апреля 2020 г., Электричество, материалы

Использование подходящего материала в качестве электрического проводника обеспечит постоянный ток в ваших цепях. Возможно, вы слышали, что некоторые металлы являются отличными проводниками. Почему металлы проводят электричество? И есть ли определенные металлы, которые проводят электричество лучше, чем другие? Узнайте, какие металлы подходят для вашего следующего проекта по электроснабжению дома, а затем вооружитесь нужными материалами, чтобы правильно выполнить работу с помощью профессионалов Gateway Cable Company уже сегодня!

Связаться с нами Запросить цену

Как металлы проводят электричество?

Поскольку металлы широко используются во многих материалах, как металлы проводят электричество? Металлы имеют атомарную структуру, позволяющую электронам двигаться более свободно и создавать более высокий электрический ток при зарядке. Металлы также обладают определенными свойствами, которые делают их лучшими проводниками, чем другие элементы:

Ковкость : Металлы можно превратить в тонкие листы без разрушения, а их долговечность эффективна для защитного покрытия машин, электронных компонентов, структурных платформ и многого другого.
Пластичность : Из металлов можно сделать тонкую проволоку без разрыва.
Прочность на растяжение : Металлы отлично сопротивляются растяжению и обычно используются в качестве армирующего компонента для бетона.
Проводимость : Металлы с меньшим количеством движущихся валентных электронов будут иметь меньшее сопротивление и проводить более высокий электрический ток.
Реакционная способность : Металлы могут работать с другими металлами и элементами, образуя сплавы, однако золото и серебро являются чистыми элементами и не вступают в реакцию с некоторыми материалами.

Все ли металлы проводят электричество?

Теперь, когда вы знаете, как металлы проводят электричество, вам может быть интересно, все ли металлы проводят электричество? Каждый тип металла может проводить электричество, но есть определенные типы, проводящие электричество намного лучше, чем другие. Итак, теперь вопрос: какие металлы лучше всего проводят электричество? Существует множество вариантов, таких как цинк, никель, латунь, бронза, железо, платина, сталь, свинец и даже нержавеющая сталь. Однако есть четыре металла, которые лучше всего проводят электрический ток. Вот разбивка каждого:

Серебро : Серебро имеет самые высокие показатели проводимости по сравнению с другими металлами, но оно может быть дорогим и имеет низкую термостойкость.
Медь : Медь обладает высокой электропроводностью; он податлив и пластичен, что также делает его более реактивным с другими металлами.
Золото : Золото является отличным проводником электричества, однако оно вступает в реакцию только с некоторыми металлами и почти не используется во многих популярных электрических материалах из-за его гораздо более высокой стоимости.