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Por que não é possível conectar cobre e alumínio na fiação?
O que há em engenharia elétrica Não conecte diretamente condutores de cobre e alumínionão é um segredo, mesmo para muitas pessoas comuns que não têm relação com o eletricista. Por parte dos mesmos habitantes, os eletricistas profissionais costumam perguntar: “Por quê?”.
Pochemochki de qualquer idade pode levar alguém a um beco sem saída. Aqui está um caso semelhante. Uma resposta profissional típica: “Porque, porque ... Porque queimará. Especialmente se a corrente estiver alta ". Mas isso nem sempre ajuda. Como isso geralmente é seguido por outra pergunta: “Por que isso queimará? Por que o cobre com aço não queima, o alumínio com aço não queima e o alumínio com cobre queima? ”
Para a última pergunta, você pode ouvir respostas diferentes. Aqui estão alguns deles:
1) Alumínio e cobre têm diferentes coeficientes de expansão térmica. Quando uma corrente passa por eles, eles se expandem de maneira diferente; quando a corrente para, eles esfriam de maneira diferente. Como resultado, uma série de contrações de expansão altera a geometria dos condutores e o contato fica frouxo. E então no lugar mau contato o aquecimento ocorre, piora ainda mais, um arco elétrico aparece, o que completa a coisa toda.
2) O alumínio forma uma película não condutora de óxido em sua superfície, que piora o contato desde o início e, em seguida, o processo prossegue na mesma linha de crescimento: aquecimento, maior deterioração do contato, arco e destruição.
3) Alumínio e cobre formam um "par galvânico", que simplesmente não pode deixar de superaquecer no ponto de contato. E, novamente, aquecimento, arco e assim por diante.
Onde está a verdade, afinal? O que acontece lá, na junção de cobre e alumínio?
A primeira das respostas dadas ainda é insustentável. Aqui estão os dados tabulares sobre o coeficiente linear de expansão térmica para metais usados para instalação elétrica: cobre - 16,6 * 10-6m / (m * gr. Celsius); alumínio - 22,2 * 10-6m / (m * g. Celsius); aço - 10,8 * 10-6m / (m * g. Celsius).
Obviamente, se fossem coeficientes de expansão, o contato mais confiável seria entre um condutor de aço e alumínio, porque seus coeficientes de expansão diferem pela metade.
Porém, mesmo sem dados tabulares, é claro que as diferenças na expansão térmica linear são compensadas com relativa facilidade pelo uso de grampos confiáveis que criam pressão constante no contato. Para expandir metais, os comprimidos, por exemplo, usando uma conexão aparafusada bem apertada, permanecem apenas para o lado e as mudanças de temperatura não conseguem enfraquecer seriamente o contato.
A opção de filme de óxido também não é totalmente verdadeira. Afinal, esse mesmo filme de óxido permite conectar condutores de alumínio com aço e com outros condutores de alumínio. Sim, é claro, recomenda-se o uso de um lubrificante especial contra óxidos; sim, recomenda-se uma revisão sistemática de compostos envolvendo alumínio. Mas tudo isso é permitido e funciona por anos.
Mas a versão com um par galvânico realmente tem o direito de existir. Mas aqui, mesmo assim, ele não pode prescindir de óxidos. Afinal, um condutor de cobre também é rapidamente revestido com óxido, com a única diferença de que o óxido de cobre conduz mais ou menos a corrente.
Mas se um condutor de cobre e alumínio estiver conectado, seus óxidos terão a possibilidade de dissociação, ou seja, decaimento em íons carregados. A dissociação é possível devido à umidade natural, que está sempre no ar. Íons de óxidos de alumínio e cobre, sendo partículas com diferentes potenciais elétricos, começam a participar do fluxo atual. O processo conhecido como "eletrólise" começa (consulte - Aplicação de eletrólise).
Durante a eletrólise, os íons transferem cargas e se movem. Além disso, os íons são partículas de condutores de metal.Quando eles se movem, o metal é destruído, conchas e vazios são formados. Isto é especialmente verdade para o alumínio. Bem, e onde há vazios e pias, não é mais possível ter um contato elétrico confiável. O mau contato começa a esquentar, piora e assim por diante.
Observe que, quanto mais úmido o ar circundante, mais intensamente todos esses processos ocorrem. E a expansão térmica desigual e a camada não condutora de óxido de alumínio são apenas fatores agravantes, nada mais.
Além do artigo, há uma placa útil que mostra claramente a compatibilidade e incompatibilidade de metais e ligas individuais quando combinados. Cobre e alumínio não podem ser interconectados, pois são incompatíveis.
Compatibilidade de alguns metais e ligas
Nota: C - compatível, H - incompatível, P - compatível na soldagem, com conexão direta, forma um par galvânico.
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