مزایای استفاده از مفتول مس

از زمان اختراع آهنربا و تلگراف در سال ۱۸۲۰ از مس در سیم‌کشی برق استفاده می‌شد. اختراع تلفن در سال ۱۸۷۶ تقاضای بیشتری برای مفتول مسی به‌عنوان یک هادی الکتریکی ایجاد کرد. مس، هادی الکتریکی در بسیاری از دسته‌های سیم‌کشی برق است. مفتول مسی در تولید برق، انتقال نیرو، توزیع نیرو، ارتباطات از راه دور، مدارهای الکترونیکی و انواع بی‌شماری از تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. از مس و آلیاژهای آن نیز برای ایجاد تماس‌های الکتریکی استفاده می‌شود. سیم‌کشی برق در ساختمان‌ها مهم‌ترین بازار صنعت مس است. تقریباً نیمی از مس استخراج شده برای تولید سیم‌های برق و مفتول مسی استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از مفتول مس

مزایای مفتول مسی

رسانایی الکتریکی که اندازه‌گیری میزان انتقال بار الکتریکی توسط مواد است، یک ویژگی اساسی در سیستم‌های سیم‌کشی برق است. مس از نظر فلزات غیر گران‌بها بالاترین درجه رسانایی الکتریکی را دارد. تئوری فلزات در حالت جامد به توضیح رسانایی الکتریکی زیاد مس کمک می‌کند. در یک اتم مس، باند رسانایی فقط نیمی از آن پر شده است، بنابراین بسیاری از الکترون‌ها قادر به حمل جریان الکتریکی هستند. هنگامی‌که یک میدان الکتریکی به یک سیم مسی اعمال می‌شود، هدایت الکترون‌ها به سمت انتهای قطب مثبت الکتریکی شتاب می‌گیرد و در نتیجه جریان ایجاد می‌شود.

به دلیل رسانایی برتر، مس به استاندارد بین‌المللی تبدیل شد که سایر هادی‌های الکتریکی با آن مقایسه می‌شوند. چندین فلز رسانای الکتریکی دارای چگالی کمتری نسبت به مس هستند، اما برای حمل همان جریان به مقطع‌های بزرگ‌تر نیاز دارند. نقره، فلزی گران‌بها، تنها فلزی است که رسانایی الکتریکی بالاتری نسبت به مس دارد. هزینه بالای نقره همراه با مقاومت کششی کم، استفاده از آن را به کاربردهای خاص مانند آبکاری مفاصل و سطح تماس لغزنده و آبکاری هادی‌ها در کابل‌های کواکسیال با کیفیت بالا که در فرکانس‌های بالاتر از ۳۰ مگاهرتز استفاده می‌شوند، محدود می‌کند.

مقاومت کششی مفتول مسی

مقاومت کششی، نیروی موردنیاز برای کشیدن جسمی مانند طناب، سیم و... را تا نقطه شکستن اندازه‌گیری می‌کند. مقاومت کششی یک ماده حداکثر تنش کششی است که می‌تواند قبل از شکستن داشته باشد. \

اتصالات مفتول مسی

مقاومت کششی بالاتر مس در مقایسه با آلومینیوم دلیل دیگری است برای استفاده گسترده مس در صنعت ساختمان. استحکام بالای مس در برابر کشش و شکستگی آن را از خرابی و قطع سرویس محافظت می‌کند. مس برای رساناهایی با ظرفیت حمل جریان برابر از آلومینیوم بسیار سنگین‌تر است، بنابراین مقاومت کششی بالا با افزایش وزن آن جبران می‌شود.

شکل‌پذیری مفتول مس

شکل‌پذیری توانایی تغییر شکل ماده در اثر تنش کششی است. این ویژگی اغلب با قابلیت کشیده شدن ماده به‌صورت سیم مشخص می‌شود. شکل‌پذیری به‌ویژه در فلزکاری از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا موادی که در اثر فشار ترک می‌خورند یا می‌شکنند، نمی‌توانند چکش‌خورده و کشیده شوند. شکل‌پذیری مس از هادی‌های فلزی جایگزین به ‌استثنای طلا و نقره بیشتر است.

ترکیب قدرت و شکل‌پذیری مفتول مس

معمولاً هرچه فلز قوی‌تر باشد، از انعطاف‌پذیری آن نیز کاسته می‌شود. در مورد مس چنین نیست. ترکیبی منحصربه‌فرد از مقاومت بالا و شکل‌پذیری بالا، مس را برای سیستم‌های سیم‌کشی ایده‌ال می‌کند. به‌ عنوان ‌مثال، در جعبه‌های اتصال، مس می‌تواند خم شود، پیچ‌خورده و بدون کشش یا شکستگی کشیده شود.

سیم و کابل مسی

یک کابل مسی متشکل از دو یا چند سیم مسی است که در کنار هم قرار گرفته و به ‌هم‌ پیوسته، پیچ‌ خورده یا بافته می‌شوند و یک مونتاژ واحد را تشکیل می‌دهند. کابل‌های الکتریکی ممکن است با اتصال سیم‌ها انعطاف‌پذیرتر شوند. سیم مسی در یک کابل ممکن است خالص باشد یا برای اینکه بتوانند اکسیداسیون را با یک‌لایه نازک از فلز دیگر، اغلب قلع، اما گاهی طلا یا نقره کاهش دهند، آن را آبکاری کنند. آبکاری ممکن است طول سیم را افزایش دهد و لحیم‌کاری را آسان‌تر کند. 

*مس الکترولیتی-سخت (ETP)، مس با خلوص بالا که حاوی اکسیژن به‌ عنوان ماده آلیاژی است، نمایانگر عمده کاربردهای رسانای الکتریکی به دلیل هدایت الکتریکی بالا و بهبود قابلیت تجزیه‌پذیری است. مس ETP برای انتقال نیرو، توزیع نیرو و ارتباطات از راه دور استفاده می‌شود.

از مس بدون اکسیژن برای مقاومت در برابر شکنندگی هیدروژن در مواقعی که به مقدار زیادی کار سرد (تغییر شکل پلاستیکی فلزات در زیر دمای تبلور) نیاز است و برای کاربردهایی که به شکل‌پذیری بالاتر نیاز دارند (به‌عنوان‌مثال کابل مخابرات) استفاده می‌شود.