سیم مسی بهتر است یا سیم آلومینیومی

• ۲۴ خرداد ۱۴۰۱
• اخبار و مقالات

در اوایل دهه ۱۸۰۰، گالوانومترها به گیج‌های ظریف سیم‌های مسی با پوشش ابریشمی یا سیم‌های نقره‌ای که برای مقاصد تزئینی تولید می­‌شدند، محدود بودند. اما فارادی که در سال ۱۸۳۱ آزمایش‌های الکتریکی کلاسیک خود را انجام می‌داد، به یک گیج محکم‌تری از سیم مسی رسید. در آن زمان انواع سیم مسی لخت در قطرهای زیاد، برای کاربردهای مکانیکی در دسترس بود، اما سیم‌پیچ‌ها برای بررسی‌های الکترومغناطیسی باید با زه و کالیس عایق می‌شدند. او به سرعت متوجه شد که چگونه سیم مسی را به طور مشابه با سیم آهنی فنری که با پنبه پوشیده شده، بپیچاند تا عایق انعطاف پذیرتری ایجاد گردد.

سیم‌های مسی به مرور زمان در معرض آزمون و خطاهای متعددی قرار گرفتند تا بتوانند کارایی خود را اثبات کنند. لذا این روزها بخش زیادی از مخازن مس دنیا صرف تولید سیم‌های مسی می‌شود و روز به روز صنعت این فلز بیشتر پیشرفت می‌کند. البته با گذشت زمان فلزات دیگری نیز روی کار آمده‌اند که قابلیت رقابت با سیم‌های مسی را دارند. آلومینیوم یکی از این فلزات می‌باشد.

مقایسه مفتول مسی با سیم آلومینیومی

مس و آلومینیوم دو رقیب دیرینه هستند. این رقابت در بستر ایجاد بهترین ساختار برای تولید یک سیم نیز جریان دارد. لذا این سوال مطرح می‌شود که سیم مسی بهتر است یا آلومینیومی؟ ترجیحا برای پاسخ به این پرسش باید یک نگاه همه جانبه داشت. لذا در این مقاله قصد داریم به بررسی مؤلفه‌های دخیل در پاسخ به این پرسش بپردازیم. چهار تا از مولفه‌ه­ای که در ادامه ذکر می‌­شوند مهمترین خواص رقابتی این فلزات هستند.

رسانایی

مس نسبت به آلومینیوم رسانای بهتری است، اما گاهی عملکرد سیم آلومینیومی ضخیم‌تر را می‌توان مساوی یا بهتر از سیم مسی دانست، در عین حالی که آلومینیوم سبک‌تر و ارزان‌تر از مس است. پس از نظر رسانایی، یک سیم مسی حدود دو برابر یک سیم آلومینیومی با همان قطر رسانا خواهد بود.

پس اگر دو سیم مسی و آلومینیومی با وزن و طول یکسان (اما قطرهای متفاوت، به دلیل چگالی متفاوت) را با هم مقایسه کنید، کم و بیش به یک اندازه رسانایی خواهید رسید، حتی شاید آلومینیوم از نظر وزنی برتری پیدا کند.

خواص مکانیکی

از نظر خواص مکانیکی، مس بسیار کشسان‌تر از آلومینیوم است، به این معنا که بدون تغییر شکل دائمی، خمیده و کشیده می‌شود. آلومینیوم هم بسیار انعطاف پذیر است، تورق پذیری بالایی دارد و به راحتی شکل می‌پذیرد، اما به شکل یا فرم اولیه خود بر نمی‌گردد. آلومینیوم معمولاً در کابل‌های رشته‌ای استفاده نمی‌گردد، چرا که فشار روی رشته‌های منفرد هنگام خم شدن کابل باعث شکستن برخی از آن‌ها می‌شود. کابل‌های آلومینیومی معمولاً جامدند، بنابراین در مقایسه با کابل‌­های مسی رشته‌ای با درجه آمپر مشابه، به شکل محسوسی سفت‌تر هستند.

خواص شیمیایی

از نظر شیمیایی، آلومینیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد، در حالی که مس آسیب‌پذیرتر است. با این حال، خوردگی گالوانیکی ناشی از نشت جریان به سایر مواد رسانا ممکن است به سرعت خوردگی را تسریع کند.

هزینه

آخرین اما مهم­ترین مؤلفه‌ه­ای که در مقایسه این دو جنس سیم مطرح می­‌شود بحث هزینه و قیمت است. آلومینیوم بسیار ارزان‌تر از مس است ضمن این که با سهولت بیشتر و قیمت کمتری بازیافت می‌گردد.

سیم مسی بهتر است یا آلومینیومی؟

به طور خلاصه، مس از نظر حجم فشرده‌تر است، به آسانی کشیده می‌­شود، ضمن این که تا حدودی گران‌تر از نمونه‌­های آلومینیومی به فروش می­رسند. بنابراین کابل‌های مسی بیشتر در قطرهای کوچک‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند و تمام نقاط انتهایی شبکه برق را تامین می‌کنند. برای اماکن خانگی و ساختمان‌های کوچک، همه کابل‌ها معمولاً از مس خواهند بود.

کابل‌های آلومینیومی حجیم‌تر و سخت‌ترند، اما به مراتب ارزان‌تر و مقاوم‌تر نیز هستند. در نتیجه آن‌ها به طور گسترده برای خطوط اصلی برق با آمپر بالا استفاده می‌شوند و به کل منطقه یا برخی از تاسیسات ساختمانی اصلی خدمت می‌کنند.

ملاحظات مربوط به سیم‌های مسی

مس گرما را به خوبی در خود نگه می‌دارد لذا خطر آسیب رساندن به خود در هنگام کار با تجهیزات مسی افزایش می‌یابد. ضمن این که مفتول مسی می‌تواند ذرات مس را آزاد کند که این ذرات در نهایت به کلیه و ریه انسان آسیب وارد می‌نمایند.

هنگامی که عایق سیم مسی را برمی‌­دارند، آن را در آب شستشو می‌دهند تا خنک یا شسته شود. این برای محیط زیست، مردم و حیوانات مضر است زیرا مواد شیمیایی آزاد شده توسط مس، در آب باقی می‌ماند. ضمن این که کسانی که قصد سوزاندن سیم‌های مسی را دارند باید این کار را در محیطی انجام دهند که خطری برای دیگران ایجاد نکند.