Что проводит тепло лучше медь или алюминий: Медь или Алюминий? — Кабель-провод

Медь или Алюминий? — Кабель-провод

Кабель медный или алюминиевый?


Кабели из какого материала лучше подойдут для проведения электричества?

На данный момент большинство электриков отдают предпочтение медной проводке вместо алюминиевой. Почему? В чем плюсы меди и недостатки алюминия?

Со времен Советского Союза вся электро-проводка была алюминиевая, а в современном строительстве таковую уже не встретить. Но чем причина глобальных перемен?

Преимущества медной проводки над алюминиевой


1. Электропроводность

Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм2/м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм2/м. То есть электропроводность алюминия составляет 65% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением на «ступень» выше меди.

Например, необходимо запитать нагрузку в 5 кВт. Для нее нужно будет взять или медный провод сечением 2,5 мм2, например, NYM 3х2,5, или алюминиевый сечением 4 мм2. Так как алюминиевый провод более объемный, то он будет занимать больше места в кабель-каналах, для него потребуется клеммы для розеточных групп крупнее по размеру, чем для медных. Учитывая это, медь удобнее использовать для проводки в доме.

2. Окисление

И медь, и алюминий окисляются в процессе эксплуатации под действием воздуха. Однако у меди окисление происходит значительно медленней, и сама по себе пленка (зеленоватый налет) довольно легко разрушается, поэтому неплохо проводит ток (хотя проходимость немного ухудшается).

У алюминия же окисление происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная и плохо проводит ток. Окисленные соединения на скрутках, сжимах или клеммах чаще всего становятся причиной горения контакта. Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой, но найти ее в магазинах не так-то просто, да и это дополнительные расходы и время на обслуживание.

3. Механическая прочность

Медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распредкоробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, а дальше ломаются.

Особые проблемы алюминиевая проводка создает, когда нужно ремонтировать соединения в распредкоробках — старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы вытащить хоть немного провода.

4. Теплопроводность

Данный параметр характеризует способность проводника рассеивать тепло. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше металл рассеивает тепло. У меди коэффициент теплопроводности составляет 389,6 Вт/м* °С, а у алюминия 209,3 Вт/м* °С. То есть медь почти в два раза лучше рассеивает тепло, чем алюминий. Особенно это важно в местах соединений, где провод греется сильнее всего. При одной и той же нагрузке медь в два раза быстрее будет отводить тепло (точнее не нагреваться).

Превосходство алюминия над медью для ЛЭП

Но алюминий вовсе не отправлен на пенсию: воздушные линии электропередач по-прежнему выполняют из этого металла. Стало быть, и у него есть преимущества? Конечно!

1. Вес

Вес во многом определяется исходя из плотности металла. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Плотность меди составляет 8900 кг/м3, а алюминия 2700 кг/м3. То есть при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше алюминиевого. Для домашней проводки это не критично, так как провод лежит в штробах, а для воздушной линии электропередач это важный показатель. Именно поэтому для ВЛЭП используют алюминиевый провод.

2. Цена

Здесь алюминий явный победитель. Все минусы алюминия сказались на относительно невысокой цене, которая примерно в 4 раза ниже цены на медь, поэтому воздушные линии, а также вводы в дом выполняют исключительно алюминиевым проводом.

Вопросы и ответы — i2hard

Немного теории

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела ( атомами, молекулами, электронами и т.п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло. В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K) (W/m*K)

Итак мы подошли к основной разнице двух радиаторов, а именно разнице между теплопроводности меди и алюминия. У меди — 401 Вт/м*К, а у алюминия — 237 Вт/м*К. Это идеальные значения, не всегда встречается чистая медь или алюминий, поэтому числа могут немного отличаться. Тем самым медь «проводит тепло» в 1.69 раз лучше, чем алюминий.

Главные вопросы

Хорошо, но почему тогда большинство радиаторов алюминиевые?

  1. Цена. Медь дороже алюминия примерно в 4 раза, поэтому экономически выгоднее использовать алюминий, нежели медь.
  2. Вес. Медные радиаторы значительное тяжелее, алюминиевых, если мы не говорим о небольших радиаторах, где разница в весе будет незначительна.

Казалось бы всё, в материнских платах в большинстве случаев используются алюминиевые радиаторы и на этом можно было бы закончить, если не ещё один нюанс. 

Вспомним башенные кулеры, у которых медное никелированное основание через которое проходят медные тепловые трубки и на которые напрессованы или напаяны тонкие алюминиевые пластины или же радиаторы на материнских платах с медной трубкой. Зачем смешивание двух материалов, если можно сделать всё либо медным, либо алюминиевым? Отчасти ответ выше, соотношение стоимости и эффективности охлаждения — одна из веских причин, по которым пользователь выберет ту или иную систему охлаждения.  

Вспомним башенные кулеры, у которых медное никелированное основание через которое проходят медные тепловые трубки и на которые напрессованы или напаяны тонкие алюминиевые пластины или же радиаторы на материнских платах с медной трубкой. Зачем смешивание двух материалов, если можно сделать всё либо медным, либо алюминиевым? Отчасти ответ выше, соотношение стоимости и эффективности охлаждения — одна из веских причин, по которым пользователь выберет ту или иную систему охлаждения. Есть и ещё одна причина — тепловая инерция.

Тепловая инерция — это термин, используемый в основном в инженерном и научном моделировании теплопередачи, и обозначающий совокупность свойств материала, связанных с теплопроводностью и объёмной теплоёмкостью.

Объёмная теплоёмкость характеризует способность данного объёма данного конкретного вещества увеличивать свою внутреннюю энергию при изменении температуры вещества.

Тепловая инерция меди выше, чем у алюминия, но что это значит на практике? Да медь отлично «проводит тепло» при этом медь «неохотно» охлаждается. В процессе охлаждения необходимо как и отводить тепло от источника нагрева, так и отводить тепло от самих радиаторов, которое обычно происходит за счёт воздушного потока. Алюминий же в свою очередь не так хорошо «проводит» тепло, не так равномерно нагревается, но при этом имеет более низкую тепловую инерцию. Тем самым за счёт изготовления, тонких алюминиевых пластин, которые нагреваются быстрее, чем толстые и вентиляторов происходит их постоянное и достаточно быстрое охлаждение. Конечно физику не обмануть и каждый радиатор или система охлаждения обладают своей эффективностью на которую она рассчитана, за рамки которой при обычных условиях ей не выйти.

При выполнении скрипта возникла ошибка. Включить расширенный вывод ошибок можно в файле настроек .settings.php

Лучшие теплопроводящие металлы

Теплопроводность — это термин, который описывает, насколько быстро материал поглощает тепло из областей с высокой температурой и перемещает его в области с более низкой температурой. Лучшие теплопроводные металлы обладают высокой теплопроводностью и используются во многих областях, таких как кухонная посуда, теплообменники и радиаторы. С другой стороны, металлы с более низкой скоростью теплопередачи также полезны, поскольку они могут выступать в качестве теплозащитного экрана в приложениях, выделяющих большое количество тепла, например, в двигателях самолетов.

Варианты теплопроводных металлов

Следующие металлы ранжируются от самой низкой до самой высокой средней теплопроводности в ваттах/метр-K при комнатной температуре, обычно используются либо в качестве источника тепла, либо для теплопередачи, в зависимости от их класса. Наименее проводящие металлы занимают первое место, вплоть до самых проводящих материалов.

  1. Нержавеющая сталь (16)
  2. Свинец (35)
  3. Углеродистая сталь (51)
  4. Кованое железо (59)
  5. Железо (73)
  6. Алюминий Бронза (76)
  7. Медная латунь (111)
  8. Алюминий (237)
  9. Медь (401)
  10. Серебро (429)

Нержавеющая сталь

Обладая одной из самых низких теплопроводностей среди металлических сплавов, нержавеющей стали требуется гораздо больше времени для отвода тепла от источника, чем у меди. Это означает, что кастрюля из нержавеющей стали будет нагревать пищу гораздо дольше, чем кастрюля с медным дном (хотя у нержавеющей стали есть и другие преимущества). В паровых и газовых турбинах на электростанциях используется нержавеющая сталь из-за ее термостойкости, среди прочих свойств. В архитектуре облицовка из нержавеющей стали может выдерживать более высокие температуры, сохраняя здания более прохладными на солнце.

Алюминий

Хотя алюминий имеет немного более низкую теплопроводность, чем медь, он легче по весу, дешевле и с ним проще работать, что делает его лучшим выбором для многих применений. Например, микроэлектроника, такая как светодиоды и лазерные диоды, использует крошечные радиаторы с алюминиевыми ребрами, которые выступают в воздух. Внутри алюминия тепло, выделяемое электроникой, передается от чипа через алюминий в воздух либо пассивно, либо с помощью принудительной конвекции воздушного потока или термоэлектрического охладителя.

Медь

Медь обладает очень высокой теплопроводностью, она намного дешевле и доступнее, чем серебро, которое лучше всего проводит тепло. Медь устойчива к коррозии и устойчива к биообрастанию, что делает ее хорошим материалом для солнечных водонагревателей, газовых водонагревателей, промышленных теплообменников, холодильников, кондиционеров и тепловых насосов.

Прочие факторы, влияющие на теплопроводность

При рассмотрении лучших металлов для теплопроводности вы также должны учитывать другие факторы, помимо теплопроводности, которая влияет на скорость теплового потока. Например, начальная температура металла может существенно повлиять на скорость его теплопередачи. При комнатной температуре железо имеет теплопроводность 73, но при 1832°F его проводимость падает до 35. Другие факторы включают разницу температур металла, толщину и площадь поверхности металла.

Применение для проводящих металлов

Теплопроводящие металлы являются важным ресурсом для проектирования структуры приложения. Электроника и специально разработанные механические компоненты полагаются на проводящие металлы для создания полностью работоспособной конструкции, которая либо притягивает, либо отклоняет тепловую активность. Применение проводящих металлов включает:

  • Электроника
  • Изделия медицинские
  • Лабораторное оборудование
  • Строительное снаряжение
  • Электропроводка

Ваш местный поставщик металла, обслуживающий Южную Калифорнию, Аризону и Северную Мексику

Имея семь офисов, обслуживающих Калифорнию, Аризону, Неваду и Северную Мексику, IMS является поставщиком металла с полным спектром услуг, который понимает ваши потребности. Наш ассортимент металлических изделий включает в себя широкий спектр металлических профилей и широкий выбор сплавов. Мы предлагаем следующие преимущества:

  • Звонок в тот же день
  • Доставка по городу на следующий день
  • Отличная цена со скидкой при больших объемах
  • Изготовление металла по индивидуальному заказу
  • Сертификат ISO 9001
  • Поддержка производственных процессов «точно в срок»
  • Нет минимальных покупок

 
Industrial Metal Supply — крупнейший на Юго-Западе поставщик всех видов металлообрабатывающих и металлообрабатывающих принадлежностей. Запросите предложение или свяжитесь с IMS сегодня.

Техническая сталь и материалы | Какие металлы проводят тепло лучше/быстрее всего

окт

27

2020

Image by Shutterbug75 from Pixabay

Теплопроводность является важнейшим качеством металлов, поскольку она
измеряет количество и скорость тепла
материал может сместиться. Это качество особенно важно в
высокотемпературные среды.

Чрезвычайно высокие температуры могут изменить свойства любого металла, обычно снижая прочность. Таким образом, более быстрый отвод тепла может значительно снизить нагрузку на детали, повысив их полезность и долговечность.

Однако в некоторых сценариях использования хуже нагревается
проводимость действительно помогает. Например, металлы с более низкой термической
вытесняющие свойства являются лучшим выбором для высокотемпературных сред
где температура должна поддерживаться дольше, например, в двигателях самолетов или кухонной утвари.
С другой стороны, материалы с отличной проводимостью обычно используются для
теплообменники.

Существует значительное несоответствие теплопроводности различных элементов. Однако все они имеют одну общую черту – свойства теплопереноса остаются практически одинаковыми независимо от температуры.

С другой стороны, сплавы

имеют разные свойства теплопроводности при различных температурах. По этой причине производители сплавов указывают значение при различных температурах, обычно при тех, при которых материал имеет наибольшую прочность. Вы можете найти эти значения на Tech Steel & Materials для различных сплавов в нашем онлайн-каталоге.

Имперское значение для измерения теплопроводности составляет [BTU/(ч·фут⋅°F)], а метрическое значение – [Вт/м-K].

Но какие металлы обладают наилучшей теплопроводностью? Давай
более глубокий взгляд и узнать!

Серебро

Серебро

— драгоценный металл, очень пластичный и ковкий.
а также является выдающимся проводником электричества и тепла. Его термальный
проводимость 248 [BTU/(час·фут⋅°F)]
или 429 [Вт/м-К]. Несмотря на исключительное тепловыделение, серебро не находит
широко используется в промышленных приложениях, так как это дорого.

Медь

Чистая медь имеет наилучшую электропроводность среди всех других металлов.
По этой причине он широко используется для изготовления теплообменников,
кондиционеры и холодильники, а также баки для горячей воды. Однако медь является
также дорого, что ограничивает его использование в коммерческих приложениях.

Медь имеет теплопроводность 232 [БТЕ/(час·фут⋅°F)] или 401 [Вт/м-К] при комнатной температуре.

Алюминий

Алюминий

является экономичным вариантом для применений, где
требуется быстрая теплопередача. В целом, алюминий не имеет почти такого же
теплопроводность как у меди, но благодаря более низкой цене она находит более
использование в коммерческих приложениях.

Алюминий

имеет теплопроводность 137 [БТЕ/(час·фут⋅°F)] или 237 [Вт/м-К] при комнатной температуре.

Published by admin