Análisis comparativo de cables de cobre simples y cables de aluminio desnudos

El alambre de cobre y el alambre de aluminio son metales de uso común en los sistemas de energía, cada uno con sus propias características, ventajas, desventajas y diferentes áreas de aplicación. Solo entendiendo las propiedades de estos dos metales se pueden utilizar los materiales de manera efectiva, de lo contrario, puede provocar un uso inadecuado, un mayor daño al circuito o incluso peligros de incendio. Este artículo analizará las ventajas y desventajas del alambre de cobre simple y el alambre de aluminio desnudo desde seis aspectos.

Rendimiento eléctrico del cable de cobre frente al cable de aluminio

El cable de cobre tiene una resistencia baja, con una resistividad aproximadamente 1,68 veces mayor que la del cable de aluminio desnudo. Por lo tanto, los cables de cobre presentan una menor pérdida de voltaje, una mayor capacidad de transporte y una menor generación de calor.

Para la misma distancia de transmisión, el cable de cobre simple puede mantener una mayor calidad de voltaje, reducir la pérdida de voltaje y lograr distancias de transmisión más largas, lo que es muy beneficioso para la planificación de la red eléctrica y la reducción del número de puntos de suministro de energía, mejorando efectivamente la utilización de la energía.

Con la misma sección transversal, la capacidad de carga del cable de cobre simple es aproximadamente entre un 30% y un 50% mayor que la del cable de aluminio. Especialmente con el creciente número de electrodomésticos, el cable de cobre se usa ampliamente en la decoración del hogar.

Con la misma corriente, el calor generado por los cables de cobre con la misma sección transversal es menor, mucho menor que el de los cables de aluminio desnudo, lo que lo hace más seguro.

Rendimiento mecánico del alambre de cobre frente al alambre de aluminio

El rendimiento mecánico se refiere a las características mecánicas de un material cuando se somete a diversas cargas externas en diferentes entornos. El alambre de cobre y el alambre de aluminio difieren en términos de ductilidad, resistencia y resistencia a la fatiga.

La aleación de cobre tiene una ductilidad excelente, con una ductilidad del 20% al 40%, e incluso más del 30% para el cobre utilizado en aplicaciones eléctricas, mientras que la aleación de aluminio tiene una ductilidad de solo el 18%.

El alambre de cobre tiene mayor resistencia, con una tensión admisible a temperatura ambiente de un 7% a un 28% más alta que la del aluminio. La diferencia entre los dos es aún mayor a altas temperaturas.

El alambre de cobre tiene una excelente resistencia a la fatiga, mientras que el material de aluminio es más propenso a fracturarse después de doblarse repetidamente. En términos de elasticidad, el rendimiento del cobre también es de 1,7 a 1,8 veces mayor que el del aluminio.

Rendimiento químico del alambre de cobre frente al alambre de aluminio

En aplicaciones prácticas, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación de los metales son consideraciones importantes. El cable de cobre tiene buena resistencia a la corrosión, fuerte resistencia a la oxidación y estabilidad, mientras que el cable de aluminio desnudo es propenso a la oxidación y la corrosión.

El cable de aluminio reacciona rápidamente con el oxígeno del aire para formar una película de óxido densa, que puede prevenir una mayor oxidación, resistir la corrosión y la oxidación del aire y el agua de lluvia, lo que lo hace muy adecuado para líneas de transmisión aéreas de alto voltaje, gran sección transversal y gran longitud.

Sin embargo, el cable de cobre simple no puede formar una película de óxido densa después de estar expuesto al aire libre. Con la prolongación de la vida útil, puede aparecer una capa de óxido de cobre que afecta la transmisión de corriente, lo que lo hace inadecuado para líneas eléctricas aéreas al aire libre.

Rendimiento físico del alambre de cobre frente al alambre de aluminio

Densidad: La densidad sólida del cobre es de 8,96 g/cm³, mientras que la del aluminio es de tan solo 2,7 g/cm³. Por lo tanto, los cables de aluminio son más ligeros para el mismo volumen, lo que se traduce en menores costes de construcción y transporte. Esto hace que el cable de aluminio sea más adecuado para líneas aéreas.

Expansión térmica: El cable sufre cambios debido a su propia gravedad y a factores ambientales. Por ejemplo, el cable de aluminio tiene un mejor rendimiento en términos de expansión y contracción térmica, lo que lo hace más adecuado para el tendido de líneas al aire libre y más capaz de hacer frente a los cambios de temperatura externos.

Rendimiento del proceso del alambre de cobre frente al alambre de aluminio

El alambre de cobre tiene buena flexibilidad, lo que permite radios de curvatura más pequeños, lo que lo hace fácil de doblar y pasar a través de tuberías. El alambre de cobre tiene resistencia a la fatiga y no se rompe fácilmente después de doblarse repetidamente, lo que lo hace muy conveniente para el cableado. Además, el alambre de cobre tiene mayor resistencia mecánica, puede soportar grandes fuerzas de tracción mecánica, lo que brinda una gran comodidad para la construcción y el tendido, y proporciona condiciones para la construcción mecanizada.

Aunque existen diferencias en el rendimiento mecánico entre el alambre de aluminio, como el alambre de aluminio y el alambre de cobre, el alambre de aluminio tiene las ventajas de maleabilidad, capacidad de fundición y soldabilidad, además de ser liviano y bueno para resistir la expansión térmica, lo que lo hace funcionar bien en líneas aéreas al aire libre y suministro de energía temporal.

Factores de precio del alambre de cobre frente al alambre de aluminio

Según las condiciones del mercado, el cable de cobre simple es más caro, el precio de las barras de cobre es aproximadamente 3,5 veces mayor que el de las barras de aluminio, y la gravedad específica del cobre es aproximadamente 3,3 veces mayor que la del aluminio. Por lo tanto, los cables de alambre de aluminio son mucho más baratos que los cables de alambre de cobre, lo que los hace más adecuados para proyectos de bajo costo o suministro de energía temporal.

Cada material metálico tiene sus características únicas, y el cable de cobre y el cable de aluminio tienen sus propias fortalezas y debilidades, adecuados para diferentes campos. El cable de aluminio es particularmente adecuado para líneas de alto voltaje, mientras que el cable de cobre tiene ventajas obvias en el uso de cables para la vida doméstica. Por lo tanto, comprender las características de los cables de metal y seleccionar materiales adecuados en función de las necesidades reales es una elección acertada.