همیشه برای پیمانکاران و مهندسان برق سوال بوده که در پروژه خود باید از کابل مسی استفاده کنند و یا از کابل آلومینیومی، کابل آلومینیومی نسبت به کابل مسی از لحاظ قیمت بسیار مقرون به صرفه تر است اما از طرف دیگر کابل مسی از مقاومت و انعطاف پذیری بیشتری برخوردار است، در این مقاله به مقایسه تخصصی کابل مسی و آلومینیومی می پردازیم. هادی‌ها از موادی تشکیل شده‌اند که جریان الکتریکی یا جریان الکترون‌ها را هدایت می‌کنند. فلزات غیر مغناطیسی معمولاً رسانای ایده آل الکتریسیته محسوب می‌شوند. هادی‌ها دارای خواص متفاوتی مانند رسانایی، مقاومت کششی، وزن و قرار گرفتن در معرض محیط هستند. صنعت سیم و کابل از انواع هادی‌های فلزی استفاده می‌کند اما دو تا از رایج‌ترین آنها، مس و آلومینیوم هستند. با اینکه از هر دوی این متریال‌ها به وفور استفاده می‌شوند اما تفاوت‌هایی نیز بین سیم مسی و آلومینیومی وجود دارند. به همین دلیل، ما در این مقاله از وبلاگ کابل برق به مقایسه کابل مسی و آلومینیومی می‌پردازیم.
سیم آلومینیومی چیست؟
سیم آلومینیومی (Aluminum Wire) به دلیل خواص منحصر به فردش، یکی از پُرکاربردترین سیم‌های بازار است. این مدل کابل به خاطر هادی ساخته شده از آلومینیوم، به این نام شناخته می‌شود. هادی آلومینیومی در پوششی از پلاستیک قرار میگیرد و برحسب سایز و نوع استفاده، به بازار عرضه می‌شود. کابل آلومینیومی به انواع زمینی، زره‌دار و خودنگهدار دسته بندی می‌شود.
مزایای کابل آلومینیومی
- قیمت ارزان‌تر نسبت به کابل مسی
- نصب سریع و آسان
- کم وزن بودن
- یکنواختی در هدایت الکتریکی
- حمل و نقل راحت
- کاهش خطر سرقت کابل
معایب کابل آلومینیومی
- هدایت الکتریکی کمتر
- دوام و ماندگاری پایین‌تر
- انعطاف پذیری کمتر
- واکنش با اکسیژن هوا (اکسید شدن)
کاربرد کابل آلومینیومی
از سیم آلومینیومی در کاربردهای زیر استفاده می‌شود:
- سیستم‌های توزیع برق ساختمان‌های مسکونی
- توزیع برق در خطوط آب و برق
- خطوط انتقال نیرو
- سیم کشی در برخی از هواپیماها
سیم مسی چیست؟
سیم مسی (Copper Wire) به دلیل ویژگی‌های عالی و مزایای متعددش، بهترین نوع رسانا برای تولید سیم و کابل است. هادی مسی در روکش پلاستیکی قرار میگیرد و در اندازه‌ها و کاربردهای مختلف به فروش می‌رسد. کابل مسی یکی از پُراستفاده‌ترین و محبوب‌ترین محصولات در صنعت سیم و کابل است. این کابل به انواع هادی کلاس یک، کلاس دو، کلاس پنج و شش تقسیم می‌شود.
مزایای کابل مسی
- ضریب رسانایی بیشتر
- شاخص الاستیک بیشتر
- ظرفیت بار بیشتر
- استحکام مکانیکی بالا
- کاهش اتلاف انرژی
- مصرف کم انرژی
- انعطاف پذیری بیشتر
- مقاومت در برابر خوردگی و فرسایش
معایب کابل مسی
- قیمت بیشتر
- خطر به سرقت رفتن
- وزن بیشتر
- نیاز به متخصص برای نصب
کاربرد سیم مسی
در ایران هنوز از کابل مسی برای کابل‌های مخابراتی و اینترنتی استفاده می‌شود. به طور کلی، از این نوع سیم در موارد زیر می‌توان استفاده کرد:
- ساخت موتورهای الکتریکی مانند ماشین‌های برقی، باتری، مبدل جریان مستقیم و غیره
- ساخت وسائل برقی، سیستم‌های روشنایی و غیره
- در سیم کشی ساختمان‌ها و سیم کشی تابلوهای برق
- در کولرهای گازی
تشخیص کابل مسی از آلومینیوم
بر اینکه بتوانید تفاوت سیم مسی و آلومینیومی را با یک نگاه متوجه شوید، خصوصیات زیر را در نظر بگیرید:
- کابل مسی به رنگ مس و کابل آلومینیومی به رنگ نقره‌ای است.
- کابل مسی را وقتی در دست بگیریم، وزنی بیشتری نسبت به کابل آلومینیومی دارد.
- کابل مسی به صورت افشان، نیمه افشان و مفتول تولید می‌شود اما کابل آلومینیومی بیشتر به صورت نیمه افشان ساخته می‌شود.
تفاوت بین کابل مسی و آلومینیومی
تفاوت اصلی بین سیم آلومینیوم و سیم مسی در ویژگی‌های هر کدام از آنهاست. وزن، هزینه، رسانایی، شکل پذیری، کشش، رنگ، مقاومت در برابر دما، بخشی از تفاوت‌های این دو متریال هستند. سیم‌های آلومینیومی ارزان‌تر، دارای رسانایی کمتر، دارای شکل پذیری و کشش، دارای سبکی و خورنده‌تر از سیم‌های مسی هستند. سیم‌های آلومینیومی مقرون به صرفه‌تر نیز است. اگرچه سیم آلومینیومی به دلیل خاصیت خورندگی نمی‌تواند در هر مکانی استفاده شود. همچنین، فرآیند تولید سیم آلومینیومی به دلیل خاصیت کشسانی و شکل پذیری کمی دشوار است. در مقایسه کابل مسی و آلومینیومی باید گفت که سیم‌های مسی را می‌توان به راحتی از آلیاژ مس تهیه کرد زیرا شکل پذیری و کشش بیشتری دارند. همچنین می‌توان از آنها در مکان‌های متعددی حتی در دمای بالا استفاده کرد، اما تنها عیب کابل مسی قیمت و وزن بالایش است. سیم مسی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. مس دارای مقاومت الکتریکی کمتری نسبت به آلومینیوم است. این تفاوت برای کابل‌های برق بسیار مهم است. برای نسبت دادن هادی آلومینیومی به یک رسانای مسی، سطح مقطع هادی آلومینیومی باید بزرگتر شود تا مقاومت الکتریکی بالاتر را جبران کند. درحقیقت، برای یک میزان قابلیت حمل جریان، یک هادی آلومینیومی به 56 درصد سطح مقطع بزرگتر از مس نیاز دارد. در نتیجه، استفاده از مس تعداد اتصالات را کاهش می‌دهد تا درصد خطر خرابی سیستم نیز به مراتب پایین بیاید. مس ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد. این پارامتر تمایل یک ماده را برای تغییر حجم به عنوان تابعی از دما اندازه گیری می‌کند. ضریب انبساط حرارتی کمتر مس برای کابل‌ها بسیار مهم است زیرا خطرات نیروهای مخرب در اتصالات را کاهش می‌دهد. رشته‌های مسی در مقاطع بسیار کم مانند 0.5 تا 10 میلی‌متر مربع موجود است، در حالی که رشته‌های آلومینیومی فقط در سطح مقطع اسمی 10 میلی‌متر مربع و بالاتر موجود است. هادی‌های رشته‌ای شامل تعدادی هادی نازک است که در یک کابل منسجم به هم پیچیده شده‌اند. رشته‌های مسی با قطر کوچکتر منجر به کابل‌های انعطاف پذیرتر می‌شوند که برای کاربردهایی بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یک بررسی کوتاه جهت مقایسه کابل مسی و آلومینیومی در زیر آورده شده است:
- سیم آلومینیومی رسانایی نسبتاً کمتری دارد (فقط 60 درصد مس)، در حالی که سیم‌های مسی رسانایی بالاتری دارند.
- کابل‌های آلومینیومی سبک‌تر و حمل آنها آسان است، در حالی که سیم‌های مسی سنگین‌تر و حمل آنها دشوار می‌باشد.
- سیم‌های آلومینیومی دارای خاصیت انبساط در دمای بالا و منقبض شدن در دمای پایین هستند، در حالی که چنین تغییراتی در سیم مسی رخ نمی‌دهد. سیم مسی می‌تواند در برابر تغییرات گرمایی مقاومت کند.
- در مورد شکل پذیری، سیم‌های آلومینیومی کمتر شکل پذیر هستند، در حالی که سیم‌های مسی شکل پذیری بیشتری دارند.
- کابل‌های آلومینیومی ارزان‌تر و سیم‌های مسی گران‌تر هستند.
- سیم‌های آلومینیومی کشش کمتر و سیم‌های مسی کشش بیشتری دارند.
- سیم‌های آلومینیومی به دلیل خورنده بودن می‌توانند باعث آتش سوزی شوند اما در مورد سیم‌های مسی چنین اتفاقی رخ نمی‌دهد.
- نصب کابل‌های مسی راحت‌تر از آلومینیومی است زیرا در سطح مقطع کمتری قابل استفاده هستند.
توجه: اعتقاد بر این است که طول عمر سیم مسی بیشتر از آلومینیوم است اما این یک تصور غلط است!
میزان استفاده از سیم مسی و سیم آلومینیومی در صنعت برق
برای ساخت سیم و کابل از مس بیشتر از آلومینیوم استفاده می‌شود. مانند سایر محصولاتی که از رسانایی بالای مس استفاده می‌کنند، تقریباً تمام کابل‌های الکترونیکی نیز از مس ساخته می‌شوند. هادی‌های مسی معمولاً در توزیع برق، تولید برق و صنعت خودرو استفاده می‌شوند. برای صرفه جویی در وزن و هزینه، شرکت‌های برق از آلومینیوم، برای خطوط انتقال هوایی استفاده می‌کنند. آلومینیوم همچنین در مواردی استفاده می‌شود که وزن کم یک خاصیت مهم باشد. برای مثال، در صنایع هواپیماسازی از آلومینیوم استفاده می‌شود برای کابل‌های کواکسیال بزرگ، می‌توان از سیم آلومینیومی دارای روکش مسی استفاده کرد تا هم از مزایای رسانایی مس استفاده شود و هم از مزیت کم وزن بودن آلومینیوم بهره کامل را کسب کرد.
جدول مقایسه سیم مسی و آلومینیومی
| پارامترهای مقایسه | سیم آلومینیومی | سیم مسی |
| رنگ | نقره‌ای | قرمز |
| رسانایی | رسانایی کمی دارد | رسانای بالایی دارد |
| وزن | سبک است | نسبتاً سنگین است |
| مقاومت حرارتی | در دمای بالا منبسط و در دمای پایین منقبض می‌شود | می‌تواند در برابر تغییرات گرمایی مقاومت کند |
| هزینه | نسبتاً ارزان است | گران است |
| استحکام کشسانی | نسبتا شکل پذیر و کششی است | شکل پذیرتر و کششی‌تر است |
| انرژی | مصرف انرژی بیشتری دارد | انرژی کمی مصرف می‌کند |
| نصب | نصب آسان و سریعی دارد | نیاز به متخصص دارد |
کلام آخر
اگر سیم کشی در خانه مورد نیاز است، سیم مسی برای آن ایده آل خواهد بود زیرا در برابر اثر حرارتی مقاومت می‌کند و مزایای بیشتری به همراه دارد؛ اما در مقایسه، سیم‌های آلومینیومی که خورنده تلقی شده و منجر به آتش سوزی می‌شوند، بهتر است در ساختمان مسکونی استفاده نشوند. در هر صورت، موارد استفاده از هادی مسی یا آلومینیومی به نوع کاربرد و نیازهای فنی و تخصصی وابسته هستند.
