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Cobre ou alumínio - qual é mais rentável?
Apenas dois metais - cobre e alumínio são amplamente utilizados como condutores de corrente elétrica. Seu uso como tal é determinado pelas complexas propriedades físicas dos próprios metais e seu preço.
Fundamentos físicos do fluxo de corrente elétrica em condutores
Como é conhecido da física, uma corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elétricas em um condutor, sob a influência de forças do campo elétrico. Ao mover cargas elétricas em um condutor, elas sofrem uma contração, estimada pelo valor da resistência elétrica e medida em ohms (Ohms).
A resistência elétrica para condutores cilíndricos é determinada pela fórmula r =ρ* l / s, onde r - resistência elétrica de um condutor, Ohm, ρ - resistividade elétrica do material condutor, Ohm * mm2 / m, l - comprimento do condutor, m, s - área da seção transversal do condutor, mm2
Portanto, na engenharia elétrica, materiais com baixa resistividade (cobre, alumínio, aço) são utilizados para a fabricação de fios.
Por exemplo: Resistividade ao cobre - 0,0175 ohm * mm2/ m, a resistividade do alumínio é 0, 0294 ohm * mm2/ m
Às vezes, em vez da resistência elétrica r, um valor inverso é usado - condutividade g = 1 / r, e em vez de resistência específica - condutividade específica γ = 1 /ρ. A condutividade elétrica é medida em Siemens (cm).
Ao mover cargas elétricas em um condutor, a resistência elétrica faz com que o condutor aqueça. Esse aquecimento é prejudicial e, ao operar o condutor, deve ser limitado, levando em consideração as propriedades físicas do condutor e a classe de isolamento.
A temperatura em estado estacionário do condutor com corrente depende da densidade da corrente, que é determinada pela fórmula: δ = I / s, onde δ é a densidade da corrente e / mm2, I é o valor atual es é a área da seção transversal do condutor, mm2
O que é mais rentável para usar como fios elétricos - cobre ou alumínio?
Ao comparar as tendências de crescimento dos custos de alumínio e cobre durante o século XX e no início do século XXEu séculos, é óbvio que o custo do alumínio cresce mais lentamente que o cobre. Essa diferença é especialmente visível no início do século XX.Eu século. Desde 2006, o custo do cobre na London Metal Exchange atingiu US $ 8.500 / ton, enquanto o alumínio — 2500 dólares / tonelada. Isso se deve à melhoria e aumento da produção de alumínio, com matérias-primas acessíveis e baratas para a produção de produtos a cabo, que, no custo do produto final, é de 25%.
Para cobre - a situação é diferente. As reservas de minério de cobre estão se deteriorando, o conteúdo de minério de cobre está caindo, os novos depósitos são pobres em metais e mais difíceis de extrair. Além disso, esses depósitos são geograficamente mais inacessíveis. Portanto, o custo das matérias-primas no custo do produto final é superior a 50% e ainda está crescendo.
Essas tendências não mudam, assim como a dinâmica comparativa dos preços, mas não estão previstas mudanças. Tudo isso fala a favor do uso do alumínio.
Científico descoberta de supercondutividade e sua aplicação industrial ainda é inatingível para a prática mundial. Considerando que a condutividade elétrica do alumínio é menor que a do cobre, a seção transversal do fio de alumínio e, consequentemente, seu volume deve ser maior que o do cobre, e o diâmetro do fio de alumínio, para a mesma densidade de corrente, deve ser 25% maior que o cobre.
No entanto, um aumento no volume e, consequentemente, na massa do fio de alumínio é nivelado por uma baixa densidade de metal (2,7 t / m3 — alumínio, 8,9 t / m3 — cobre). Portanto, a massa do fio de alumínio, para a mesma densidade de corrente, é três vezes menor que o cobre.
No entanto, não há ganho de massa ao usar fio de alumínio em vez de cobre, devido aos requisitos do SNIP, no.Por exemplo, a massa de cobre nos fios e cabos dispostos nos painéis de um apartamento moderno de três quartos é de 10 kg. Peso de um comprimento de cabo de três núcleos de 1000 metros de cabo VVG (cobre) com seção transversal de 1,5 mm2 é 93 kg e a massa do cabo AVVG equivalente (alumínio) com uma seção transversal de 2,5 mm2 é 101 kg. Os benefícios do uso de fios de alumínio são devidos aos preços muito mais baixos do alumínio.
A preços atuais, o uso de fios de alumínio é várias vezes mais rentável que o cobre!
Para linhas de alta tensão e para sistemas de cabos aéreos, o alumínio é usado há muito tempo. Porém, em fios isolados, aumentar o diâmetro do núcleo exige um aumento no consumo de composto plástico de PVC para cabos, cujo preço (US $ 1800 / tonelada) é próximo ao preço do alumínio. Quanto mais finos os fios, maior o custo comparativo do isolamento elétrico e os benefícios da mudança do cobre para o alumínio são menores. No entanto, a preços atuais, a economia ainda é significativa!
Designers, arquitetos, eletricistas devem superar o viés contra o uso de fios de alumínio em novas construções. Isso permitirá o uso de alumínio econômico, mas trabalhoso, para a fiação de painéis e leva a pontos de carga externos (soquetes e interruptores), o que resultará em economias significativas.
Os fios de enrolamento de alumínio podem, com benefícios visíveis, ser usados na produção de transformadores de baixa potência, motores elétricos e outras máquinas elétricas.
Tudo isso determinará a enorme demanda por alumínio no mercado mundial e o uso de “metal alado” no solo.
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