یکی از پرکاربردترین تجهیزات الکتریکی در صنایع مختلف سیم و کابل‌ها هستند. از مهم‌ترین تفاوت تجهیزات الکتریکی می‌توان به تفاوت در مواد اولیه آن‌ها اشاره کرد. مواد اولیه به کار رفته در هادی‌های الکتریکی می‌تواند تأثیر چشمگیری در ویژگی‌های آن‌ها داشته باشد. برای مهندسان اهمیت دارد تا بدانند که آیا برای پروژه خود از کابل‌های مسی استفاده کنند یا کابل‌های آلومینیومی؟ از این رو ما قصد داریم تا در ادامه این مقاله به طور کامل به مقایسه آلومینیوم و مس در هادی های الکتریکی بپردازیم.
از پرکاربردترین سیم‌های برقی، سیم‌های مسی هستند. از زمان‌های قدیم از فلز مس به عنوان هادی الکتریکی استفاده می‌کردند، زیرا از دو جنبه الکتریکی و اقتصادی می‌توانست شرایط خوبی را فراهم کند. به تدریج با افزایش قیمت مس و همین‌طور محدودیت آن در منابع معدنی تولیدکنندگان مجبور شدند تا به سراغ گزینه دیگری بروند که به عنوان یک هادی الکتریکی مناسب به کاربرده شود.
بعدها کابل‌های آلومینیومی جایگزینی برای کابل‌های مسی شدند و توانستند ویژگی‌های منحصربه فردی را از خود نشان دهند. مقاومت الکتریکی آلومینیوم در مقایسه با مس بیشتر است در حالی که قیمتی به اندازه یک‌سوم قیمت مس دارد. بیشتر کابل‌های خود نگهدار و کابل‌های قدرت از هادی‌های الکتریکی آلومینیومی هستند. برای بررسی مزایا و معایب هرکدام از این هادی‌ها در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.
هادی‌های آلومینیومی که این روزها مورداستفاده قرار می‌گیرند نسبت به نمونه‌های قبلی از خواص فیزیکی بهبودیافته برخوردار هستند. وزن کم هادی‌های آلومینیومی از مهم‌ترین مزیت‌های آن است که باعث شده تا نصب آسان‌تری را برای پروژه‌های ساختمان‌سازی داشته باشد به ویژه در محیط‌های باریک که خمش و شکل‌دهی کابل مهم است. از دیگر مزیت‌های سیم آلومینیومی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
معایب هادی‌های الکتریکی آلومینیومی عبارت‌اند از:
بررسی مزایا و معایب هادی‌های الکتریکی مسی
کابل‌های آلومینیومی به دلیل قیمت پایینی که دارند بیشتر از کابل‌های مسی مورداستفاده قرار می‌گیرند. قیمت‌گذاری بازار آلومینیوم نسبت به بازار مس از ثبات و یکنواختی بیشتری برخوردار است. از طرفی نوسانات شدید قیمت مس باعث شده تا مشتریان به فکر استفاده از هادی‌های جایگزین باشند.
مزیت‌های کابل مسی شامل موارد زیر می‌شوند:
ازجمله معایب سیم‌های مسی عبارت‌اند از:
ضریب هدایت الکتریکی
زمانی که هدایت جریان الکتریسیته از یک ماده رسانا در کابل برق اهمیت پیدا می‌کند، لازم است تا به مقاومت الکتریکی ماده رسانا توجه کنیم. هر چه میزان این مقاومت کم‌تر باشد، هدایت جریان بهتر است. در میان فلزها، نقره بهترین هدایت الکتریکی را ارائه می‌دهد، اما هیچ‌کس از آن برای تولید سیم و کابل استفاده نمی‌کند. علت آن کاملاً مشخص است، زیرا نقره قیمتی بسیار بالاتر از مس دارد.
بیشتر بخوانید: کابل تخت آسانسوری
مس می‌تواند انتخاب بهتری ازنظر الکتریکی باشد، زیرا ویژگی‌های منحصر به فرد آن مانند خواص مکانیکی و فیزیکی عالی و هدایت الکتریکی بالا باعث شده تا به عنوان هادی در سیم و کابل‌های برق استفاده شود. هدایت الکتریکی بیشتر و ضریب رسانایی بالاتر ناشی از مقاومت پایین مس باعث می‌شود تا مصرف انرژی پایین‌تری داشته باشد.
برخی از افراد فکر می‌کنند مقاومت بالا در آلومینیوم می‌تواند باعث بالا رفتن دمای کابل و یا افت ولتاژ در آن شود. درصورتی‌که از اصولی که در انتخاب سایز کابل مسی استفاده می‌شود در نوع آلومینیومی نیز به کاربرده شود، مشکل خاصی ایجاد نخواهد شد. در کابل‌های نامرغوب که از مواد غیراستاندارد استفاده می‌شود نباید انتظار عملکرد درستی را داشت. برای این‌که یک توان ثابت از کابل آلومینیومی عبور کند، لازم است تا سطح مقطع آن از کابل مسی بیشتر باشد.
با نگاهی به جدول زیر می‌توانید مقایسه دقیق‌تری از مس و آلومینیوم را در هادی‌های الکتریکی ببینید:
پارامتر آلومینیوم در هادی الکتریکی مس در هادی الکتریکی
وزن از مس سبک‌تر تقریباً سنگین
رنگ نقره‌ای قرمز
مقاومت در مقابل حرارت انبساط در دمای بالا مقاومت بالا در برابر ذوب شدن و گرما
میزان رسانایی الکتریسیته از مس کم‌تر بالا
قیمت از مس ارزان‌تر گران
اتلاف انرژی الکتریکی از مس بیشتر بسیار کم
راحتی در استفاده خیلی آسان به دلیل وزن پایین دشوار و نیازمند به فرد متخصص
امنیت در مقابل سرقت کم‌تر در معرض سرقت قرار دارد به دلیل گران‌تر بودن بیشتر در معرض سرقت قرار دارد.
مقاومت در برابر تنش و کشش شکل‌پذیری و مقاومت کششی خوب اما نه به اندازه مس مقاومت عالی در برابر کشش و بسیار شکل‌پذیر
در این بخش از مقایسه آلومینیوم و مس در هادی های الکتریکی به بررسی کاربردهای این دو نوع هادی می‌پردازیم. کابل‌های آلومینیومی برای اولین بار در ایستگاه‌های قطار استفاده شدند. مسئولان راه‌آهن از آلومینیوم به جای مس استفاده کردند و متوجه شدند اکسید آلومینیوم که روی سیم‌ها ایجاد می‌شود به عنوان عایقی از کابل‌ها در برابر دود قطار محافظت می‌کند. به دلیل این‌که سیم‌های آلومینیومی از سیم‌های مسی سبک‌تر هستند در خطوط برق فشار قوی برای فواصل زیاد مورداستفاده قرار می‌گیرند. همچنین سبک بودن آلومینیوم باعث شده تا در خطوط برق هوایی از آن‌ها استفاده کنند. در خطوط فشار ضعیف در صنایع مختلف، از آلومینیوم به عنوان جایگزینی برای مس استفاده می‌کنند. علاوه بر این در موتورها و ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین کابل‌های آلومینیومی به طور گسترده مورداستفاده قرار می‌گیرند.
از جمله کاربردهای سیم‌های مسی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
کابل‌کشی‌های بین‌شهری
آهنرباهای الکتریکی
سیم‌های مسی ساختمانی
موتورهای مبدل جریان مستقیم به متناوب
سیستم‌های روشنایی
کابل شبکه اینترنت و انتقال داده
ساخت کولر گازی
پمپ‌های شارژ الکتریکی ماشین‌های برقی
ما در این مقاله به طور کامل به مقایسه آلومینیوم و مس در هادی های الکتریکی پرداختیم. این روزها صرفه اقتصادی و وزن پایین آلومینیوم باعث شده تا جایگزینی برای کابل‌های مسی شوند به خصوص برای مواقعی که نیاز به کابل‌کشی در فواصل زیاد باشد. البته کابل‌های مسی نیز در مواردی که مقاومت بالا در برابر حرارت و رسانایی بیشتر موردنظر باشد، مورداستفاده قرار می‌گیرند. در هنگام انتخاب آلومینیوم یا مس در هادی‌های الکتریکی حتماً باید نیاز خود را در نظر داشته باشید و با در نظر گرفتن آن کابل مناسب را تهیه کنید.
