ویژگی‌های سیم و کابل مسی و آلومینیومی
مهمترین علت استفاده از مس در سیم برق، رسانایی بالای آن برای جریان الکتریکی است. عنصر مس رسانایی بیشتری نسبت به عنصر آلومینیوم دارد به طوری که رسانایی فلز آلومینیوم فقط حدود ۶۰ درصد فلز مس است و به همین نسبت سیم یا کابل آلومینیومی هم از رسانایی ضعیف‌تری نسبت به سیم یا کابل مسی برخوردار است.
این ویژگی مس باعث قیمت بالاتر آن شده است به همین دلیل امروزه در برخی از نقاط به جای مس از آلومینیوم استفاده می‌شود. البته این اتفاق به کمک استفاده از آلیاژهای بهبود یافته در هادی‌های آلومینیومی، رونق بیشتری گرفته است. با این حال می‌توان گفت که هنوز مس شاخص‌ترین ماده‌ی هادی انرژی الکتریکی است که در صنعت استفاده می‌شود. سیم مسی در انواع سیم افشان، نیمه‌افشان، مفتولی، گرد و تخت ساخته می‌شود. مهمترین مزایای سیم و کابل مسی را می‌توان در موارد زیر دید:
رسانایی الکتریکی زیاد
مصرف انرژی کمتر به دلیل مقاومت الکتریکی کمتر
تحمل بیشتر در مقابل تنش‌های الکتریکی به دلیل وجود مقاومت مکانیکی بیشتر نسبت به آلومینیوم
مقاومت مناسب در مقابل خمش و چرخش تا حدود ۷ برابر بیشتر نسبت به آلومینیوم
مقاومت بیشتر در مقابل خوردگی و فرسایش نسبت به آلومینیوم
مقایسه کابل مسی با آلومینیمی
ویژگی‌های سیم و کابل آلومینیومی
سیم آلومینیومی معمولاً در یک پوشش پلاستیکی قرار می‌گیرد و در سه نوع زمینی، زره‌دار و کابل خودنگهدار استفاده می‌شود. مهمترین کاربردهای سیم و کابل آلومینیومی در سیستم‌های برق ساختمان‌های مسکونی، خطوط انتقال نیرو، توزیع برق در خطوط آب و برق و از همه مهمتر سیم‌کشی داخلی برای برخی از هواپیماها است.
مهمترین مزایای آلومینیوم نسبت به مس را می‌توان اینچنین برشمرد:
قیمت ارزان‌تر کابل آلومینیومی نسبت به مس
نصب فوری و راحت
وزن کم
هدایت الکتریکی یکسان
جابجایی ساده
کاهش خطر سرقت به دلیل قیمت پایین
از معایب کابل آلومینیومی، واکنش با اکسیژن یا اکسیداسیون در درازمدت است. بنابراین در پروژه‌هایی که قصد استفاده دراز مدت از تجهیزات برقی را دارید بهتر است به جای آلومینیوم از مس استفاده کنید.
معایب کابل آلومینیومی
با وجود مزایای کابل آلومینیومی، استفاده از این نوع کابل در برخی پروژه‌ها با چالش‌هایی همراه است که در ادامه به مهمترین معایب آن اشاره می‌کنیم:
رسانایی الکتریکی کمتر: رسانایی کابل آلومینیومی در حدود ۶۰ درصد رسانایی کابل مسی است. این موضوع باعث افزایش اتلاف انرژی و در نتیجه کاهش کارایی در سیستم‌های الکتریکی می‌شود.
مقاومت مکانیکی کمتر: کابلهای آلومینیومی مقاومت کمتری در برابر کشش، خمش و فشار دارند. به همین دلیل، احتمال شکستن یا آسیب دیدن آنها در شرایط سخت بیشتر است.
اکسیداسیون سطحی: کابلهای آلومینیومی به مرور زمان با اکسیژن واکنش داده و اکسید می‌شوند. این لایه اکسید به عنوان عایق عمل کرده و می‌تواند کیفیت اتصال را کاهش دهد.
انعطاف‌پذیری پایین‌تر: انعطاف‌پذیری کابل آلومینیومی نسبت به کابل مسی کمتر است، که این موضوع می‌تواند نصب و اجرای آن را در پروژه‌های پیچیده دشوارتر کند.
حساسیت به دما: آلومینیوم در برابر تغییرات دما بیشتر منبسط و منقبض می‌شود که این موضوع می‌تواند باعث شل شدن اتصالات و کاهش ایمنی در سیستم‌های الکتریکی شود.
بنابراین در پروژه‌هایی که نیاز به تحمل فشار مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و یا انتقال جریان بالا دارید، کابلهای مسی گزینه‌ای مطمئن‌تر محسوب می‌شوند.
کابل مسی یا آلومینیومی؟
مقایسه از جهت کاربرد
مقایسه سیم و کابل مسی با آلومینیومی از جهت کاربرد مهمترین بخش این مقاله است که می‌تواند برای بسیاری راهگشا باشد. مطابق با برخی از اسناد تاریخی، اولین کاربرد کابلهای آلومینیومی در ایستگاه‌های قطار صورت گرفت. در سال ۱۸۸۰ مسئولان خطوط راه آهن شیکاگو متوجه شدند که خطوط مسی در حال خراب شدن هستند ولی هنگامی که آلومینیوم جایگزین شد متوجه شدند که اکسیدآلومینیومی که به دلیل گذر جریان از کابل‌ها بر روی کابل‌ها می‌نشیند، عایقی ایجاد می‌کند که در برابر دود لوکوموتیو مقاومت می‌نماید و از کابل‌ها محافظت می‌کند.
یک سیم آلومینیومی با یک و نیم برابر سطح مقطع نسبت به یک سیم مسی برای عبور مقدار جریان مشابه، دو برابر سبک‌تر از یک سیم مسی است. به همین دلیل است که استفاده از کابل آلومینیومی در خطوط برق فشار قوی که جریان باید فواصل زیادی را برای رسیدن به مقصد طی کند، رایج شده است.
مقایسه قیمت کابل مسی و آلومینیومی
همچنین در خطوط برق هوایی به دلیل سبک بودن آلومینیوم معمولاً از این نوع سیم استفاده می‌شود. به طور کلی امروزه روند جایگزینی آلومینیوم به جای مس به خصوص درخطوط فشار ضعیف در صنایع مختلف رو به گسترش است. بهبود آلیاژهای آلومینیوم برای نیازهای مهندسی برق یکی از مهمترین شاخه‌های پژوهشی در جهان است به طوری که هر چند وقت یکبار از یک آلیاژ جدید رونمایی می‌شود.
از این آلیاژها در تولید قطعات الکترونیکی و میکروالکترونیکی مانند خازن استفاده می‌شود. از کابلهای آلومینیومی همچنین به طور گسترده در تولید ترانسفورماتور و موتورهایی که ولتاژ پایین دارند، استفاده می‌گردد.
در مجموع می‌توان گفت که آلومینیوم به دلیل ویژگی‌هایی مانند وزن و هزینه کمتر نسبت به مس، برای استفاده در خطوط انتقال و توزیع برق به مس ترجیح داده می‌شود و برای سیم‌کشی برق در محل زندگی، لوازم خانگی و ساختمان‌های مختلف از آن استفاده می‌شود.
از سیم و کابل مسی هم در موقعیت‌های زیادی استفاده می‌شود که مهمترین موارد آن به شرح زیر است:
سیم‌های مسی ساختمانی، آهنرباهای الکتریکی، کابل‌کشی‌های بین‌شهری، ساخت موتورهای الکتریکی ماشین‌های برقی، موتورهای مبدل جریان مستقیم به متناوب، پمپ‌های شارژ الکتریکی ماشین‌های برقی، سیستم‌های روشنایی، صنعت ساخت کولر گازی و کابل شبکه اینترنت و انتقال داده‌ها.
در مورد مصرف ساختمانی سیم و کابل مسی باید بدانید که طبق استانداردهای ملی ایران به شماره ۳۰۸۴ جنس رسانای انعطاف‌پذیر در گروه ۵ در سیم‌کشی ساختمان، فقط باید مسی باشد ولی در رساناهای مفتولی و نیمه‌رسانا با سطح مقطع ۱۰ میلی‌متر به بالا می‌توان از کابلهای آلومینیومی استفاده کرد.
