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¿Por qué no se pueden conectar cobre y aluminio en el cableado?
¿Qué hay en ingeniería eléctrica? No conecte directamente conductores de cobre y aluminio.No es un secreto incluso para muchas personas comunes que no tienen relación con el electricista. Por parte de los mismos habitantes, los electricistas profesionales a menudo preguntan: "¿Por qué?".
Pochemochki de cualquier edad puede conducir a cualquiera a un callejón sin salida. Aquí hay un caso similar. Una respuesta profesional típica: "Por qué, por qué ... Porque se quemará. Especialmente si la corriente es alta ". Pero esto no siempre ayuda. Dado que esto a menudo es seguido por otra pregunta: “¿Por qué arderá? ¿Por qué el cobre con acero no arde, el aluminio con acero no arde y el aluminio con cobre arde?
A la última pregunta puedes escuchar diferentes respuestas. Aquí hay algunos de ellos:
1) El aluminio y el cobre tienen diferentes coeficientes de expansión térmica. Cuando una corriente los atraviesa, se expanden de manera diferente; cuando la corriente se detiene, se enfrían de manera diferente. Como resultado, una serie de contracciones de expansión cambia la geometría de los conductores y el contacto se afloja. Y luego en su lugar mal contacto se produce calentamiento, se deteriora aún más, aparece un arco eléctrico, que completa todo.
2) El aluminio forma una película no conductora de óxido en su superficie, que empeora el contacto desde el principio, y luego el proceso continúa a lo largo de la misma línea de crecimiento: calentamiento, mayor deterioro del contacto, arco y destrucción.
3) El aluminio y el cobre forman un "par galvánico", que simplemente no puede sino sobrecalentarse en el punto de contacto. Y de nuevo, calefacción, arco, etc.
¿Dónde está la verdad, después de todo? ¿Qué sucede allí, en la unión de cobre y aluminio?
La primera de las respuestas dadas aún es insostenible. Aquí hay datos tabulares sobre el coeficiente lineal de expansión térmica para metales utilizados para instalaciones eléctricas: cobre - 16.6 * 10-6m / (m * gr. Celsius); aluminio - 22.2 * 10-6m / (m * g. Celsius); acero - 10.8 * 10-6m / (m * g. Celsius).
Obviamente, si se tratara de coeficientes de expansión, el contacto más poco confiable sería entre un conductor de acero y aluminio, porque sus coeficientes de expansión difieren a la mitad.
Pero incluso sin datos tabulares, está claro que las diferencias en la expansión térmica lineal se compensan con relativa facilidad mediante el uso de abrazaderas confiables que crean una presión constante en el contacto. Para expandir los metales, los comprimidos, por ejemplo, usando una conexión atornillada bien apretada, permanecen solo a un lado, y los cambios de temperatura no pueden debilitar seriamente el contacto.
La opción de película de óxido tampoco es del todo cierta. Después de todo, esta misma película de óxido le permite conectar conductores de aluminio con acero y con otros conductores de aluminio. Sí, por supuesto, se recomienda el uso de un lubricante especial contra los óxidos, sí, se recomienda una revisión sistemática de los compuestos que involucran aluminio. Pero todo esto está permitido y funciona durante años.
Pero la versión con un par galvánico realmente tiene derecho a existir. Pero aquí, de todos modos, no puede prescindir de los óxidos. Después de todo, un conductor de cobre también se recubre rápidamente con óxido, con la única diferencia de que el óxido de cobre conduce la corriente más o menos.
Pero si un conductor de cobre y aluminio está conectado, sus óxidos tienen la posibilidad de disociarse, es decir, descomponerse en iones cargados. La disociación es posible debido a la humedad natural, que siempre está en el aire. Los iones de óxidos de aluminio y cobre, que son partículas con diferentes potenciales eléctricos, comienzan a participar en el flujo de corriente. Comienza el proceso conocido como "electrólisis" (ver - Aplicación de electrólisis).
Durante la electrólisis, los iones transfieren cargas y se mueven. Pero, además, los iones son partículas de conductores metálicos.Cuando se mueven, el metal se destruye, se forman conchas y huecos. Esto es especialmente cierto para el aluminio. Bueno, y donde hay huecos y sumideros, ya no es posible tener un contacto eléctrico confiable. El mal contacto comienza a calentarse, empeora, y hasta un incendio.
Tenga en cuenta que cuanto más húmedo es el aire circundante, más intensamente se producen todos estos procesos. Y la expansión térmica desigual y la capa no conductora de óxido de aluminio son solo factores agravantes, nada más.
Además del artículo, hay una placa útil que muestra claramente la compatibilidad e incompatibilidad de metales y aleaciones individuales cuando se combinan. El cobre y el aluminio no pueden interconectarse, ya que son incompatibles.
Compatibilidad de algunos metales y aleaciones.
Nota: C - compatible, H - incompatible, P - compatible al soldar, con conexión directa forman un par galvánico.
Ver también en electro-es.tomathouse.com
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