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Cobre o aluminio, ¿cuál es más rentable?
Solo dos metales: el cobre y el aluminio son ampliamente utilizados como conductores de corriente eléctrica. Su uso como tal está determinado por las propiedades físicas complejas de los metales mismos y su precio.
Fundamentos físicos del flujo de corriente eléctrica en conductores.
Como se sabe por la física, una corriente eléctrica es un movimiento ordenado de cargas eléctricas en un conductor, bajo la influencia de fuerzas de campo eléctrico. Al mover cargas eléctricas en un conductor, se someten a una acción contraria, que se estima por el valor de la resistencia eléctrica y que se mide en ohmios (ohmios).
La resistencia eléctrica para conductores cilíndricos está determinada por la fórmula r =ρ* l / s, donde r - resistencia eléctrica de un conductor, Ohm, ρ - resistividad eléctrica del material conductor, Ohm * mm2 / m, l - longitud del conductor, m, s - área de sección transversal del conductor, mm2
Por lo tanto, en ingeniería eléctrica, los materiales con baja resistividad (cobre, aluminio, acero) se utilizan para la fabricación de cables.
Por ejemplo: resistividad de cobre - 0,0175 ohm * mm2/ m, la resistividad del aluminio es 0, 0294 ohm * mm2/ m
A veces, en lugar de la resistencia eléctrica r, se utiliza un valor inverso: conductividad g = 1 / r, y en lugar de resistencia específica: conductividad específica γ = 1 /ρ. La conductividad eléctrica se mide en Siemens (cm).
Al mover cargas eléctricas en un conductor, la resistencia eléctrica hace que el conductor se caliente. Este calentamiento es dañino y, al operar el conductor, debe ser limitado, teniendo en cuenta las propiedades físicas del conductor y la clase de aislamiento.
La temperatura de estado estable del conductor con corriente depende de la densidad de corriente, que está determinada por la fórmula: δ = I / s, donde δ es la densidad de corriente, y / mm2, I es el valor actual y s es el área de la sección transversal del conductor, mm2
¿Qué es más rentable usar como cables eléctricos: cobre o aluminio?
Al comparar las tendencias de crecimiento en el costo del aluminio y el cobre durante el siglo XX y principios del XX.Yo siglos, es obvio que el costo del aluminio está creciendo más lentamente que el cobre. Esta diferencia es especialmente visible a principios del siglo XX.Yo siglo. Desde 2006, el costo del cobre en la Bolsa de Metales de Londres ha alcanzado los $ 8,500 / tonelada, mientras que el aluminio — 2500 dólares / tonelada. Esto se debe a la mejora y al aumento en la producción de aluminio, con materias primas asequibles y económicas para la producción de productos de cable, que, en el costo del producto final, es del 25%.
Para cobre - La situación es diferente. Las reservas de mineral de cobre se están deteriorando, el contenido de mineral de cobre está cayendo, los nuevos depósitos son pobres en metal y más difíciles de extraer. Además, estos depósitos son geográficamente más inaccesibles. Por lo tanto, el costo de las materias primas en el costo del producto final es más del 50% y sigue creciendo.
Estas tendencias no cambian, como lo hace la dinámica comparativa de los precios, pero no se prevén cambios. Todo esto habla a favor del uso de aluminio.
Científica descubrimiento de la superconductividad y su aplicación industrial aún es inalcanzable para la práctica mundial. En vista del hecho de que la conductividad eléctrica del aluminio es menor que la del cobre, la sección transversal del cable de aluminio y, en consecuencia, su volumen debe ser mayor que el del cobre, y el diámetro del cable de aluminio, para la misma densidad de corriente, debe ser un 25% más que el cobre.
Sin embargo, un aumento en el volumen, y por lo tanto la masa del alambre de aluminio, se nivela por una baja densidad de metal (2.7 t / m3 — aluminio, 8,9 t / m3 — cobre). Por lo tanto, la masa del alambre de aluminio, para la misma densidad de corriente, es tres veces menor que el cobre.
Sin embargo, no hay ganancia de masa cuando se usa alambre de aluminio en lugar de cobre, debido a los requisitos de SNIP, no.Por ejemplo, la masa de cobre en los alambres tendidos y los cables en los paneles de un moderno apartamento de tres habitaciones es de 10 kg. Peso de un cable de tres hilos con una longitud de 1000 metros de cable VVG (cobre) con una sección transversal de 1.5 mm2 es de 93 kg y la masa del cable AVVG equivalente (aluminio) con una sección transversal de 2.5 mm2 es de 101 kg. Los beneficios del uso de alambres de aluminio se deben a precios de aluminio mucho más bajos.
¡A los precios actuales, el uso de alambres de aluminio es varias veces más rentable que el cobre!
Para líneas de alta tensión y para sistemas de cables aéreos, el aluminio se ha utilizado durante mucho tiempo. Pero en los cables aislados, aumentar el diámetro del núcleo requiere un aumento en el consumo de cable compuesto de plástico de PVC, cuyo precio ($ 1800 / tonelada) está cerca del precio del aluminio. Cuanto más delgados son los cables, mayor es el costo comparativo del aislamiento eléctrico y los beneficios de cambiar de cobre a aluminio son menores. Sin embargo, a precios actuales, ¡los ahorros siguen siendo significativos!
Los diseñadores, arquitectos, electricistas deben superar el sesgo contra el uso de cables de aluminio en las nuevas construcciones. Esto permitirá el uso de aluminio rentable, pero que requiere mucha mano de obra para el cableado en paneles y cables a puntos de carga externos (enchufes e interruptores), lo que resultará en ahorros significativos.
Los cables de bobinado de aluminio pueden, con notables beneficios, ser utilizados en la producción de transformadores de baja potencia, motores eléctricos y otras máquinas eléctricas.
Todo esto determinará la gran demanda de aluminio en el mercado mundial y el uso de "metal alado" en el suelo.
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