le fil d'aluminium est-il aussi bon que le cuivre

Jul 28, 2023

Le fil est un élément indispensable de la transformation de circuit. À l'heure actuelle, les fils domestiques sur le marché sont principalement divisés en fil de cuivre et en fil d'aluminium. Le fil de cuivre et le fil d'aluminium, en tant que métaux les plus couramment utilisés dans les systèmes électriques, ont leurs propres utilisations et leurs propres avantages et inconvénients.

Fil d'aluminium

Le fil d'aluminium fait référence à sa longueur longitudinale totale et à sa section transversale uniforme, qui fait référence au matériau linéaire métallique en aluminium pur ou en alliage d'aluminium. Les produits sont traités le long de la pression centrale et livrés en rouleaux. Les formes de section transversale incluent le cercle, l'ellipse, le carré, le rectangle, le triangle équilatéral et le polygone régulier. Il est divisé en fil d'aluminium pur et en fil d'alliage d'aluminium selon le matériau. Il peut être divisé en fil d'aluminium industriel et en fil d'aluminium de traitement.

Fil de cuivre

Dans la vie, le fil de cuivre est utilisé comme conducteur. Il a une bonne conductivité et est largement utilisé dans la fabrication de fils, câbles, brosses, etc. Bonne conductivité thermique, couramment utilisée pour fabriquer des instruments magnétiques et des compteurs qui doivent être protégés des interférences magnétiques, tels que boussoles, instruments d'aviation, etc. Excellente plasticité, facile à presser à chaud et à froid, peut être transformé en tubes, tiges, fils, bandes, bandes, plaques, feuilles et autres matériaux en cuivre. Les produits en cuivre pur comprennent les produits de fonderie et les produits transformés.



En tant qu'électricien, nous devons comprendre les caractéristiques de ces deux types de fils métalliques afin de pouvoir les utiliser.

Ce n'est qu'en clarifiant leurs avantages, leurs inconvénients et leurs caractéristiques que nous pourrons utiliser correctement les matériaux et tirer le meilleur parti des choses. Sinon, il est facile de provoquer une mauvaise utilisation, allant de l'endommagement de la ligne à l'incendie.

Découvrons ensuite les avantages et les inconvénients du fil de cuivre et du fil d'aluminium :

Avantages et inconvénients du fil de cuivre :

(1) Faible résistivité : la résistivité du câble en aluminium est environ 1,68 fois supérieure à celle du câble en cuivre.

(2) Bonne ductilité : la ductilité de l'alliage de cuivre est de 20 à 40 %, celle du cuivre électrique est supérieure à 30 % et celle de l'alliage d'aluminium n'est que de 18 %.

(3) Haute résistance : la contrainte admissible du cuivre à température ambiante est de 7 à 28 % supérieure à celle de l'aluminium. Surtout le stress à haute température, la différence entre eux est très loin.

(4) Résistance à la fatigue : l'aluminium est facile à casser après des flexions répétées, contrairement au cuivre. En termes d'indice d'élasticité, le cuivre est également environ 1,7 à 1,8 fois supérieur à l'aluminium.

(5) Bonne stabilité et résistance à la corrosion: le fil de cuivre résiste à l'oxydation et à la corrosion, tandis que le fil d'aluminium est facile à oxyder et à corroder.

(6) Grande capacité de transport de courant : en raison de la faible résistivité, la capacité de transport de courant admissible (courant maximal pouvant être transmis) d'un câble en cuivre de même section est d'environ 30 % à 50 % supérieure à celle d'un câble en aluminium. Surtout, il y a de plus en plus d'appareils électroménagers, et le fil de cuivre est essentiellement utilisé pour la décoration de la maison.

(7) Faible perte de tension : due à la faible résistivité du câble en cuivre, lorsque le même courant traverse la même section. La chute de tension du câble en cuivre est faible. Par conséquent, la même distance de transmission peut garantir une qualité de haute tension ; En d'autres termes, dans des conditions de chute de tension autorisée, la transmission par câble en cuivre peut atteindre une longue distance, c'est-à-dire que la zone de couverture de l'alimentation est vaste, ce qui est propice à la planification du réseau et réduit le nombre de points d'alimentation.

(8) Pouvoir calorifique faible : sous le même courant, le pouvoir calorifique d'un câble en cuivre de même section est bien inférieur à celui d'un câble en aluminium, ce qui rend l'opération plus sûre.

(9) Faible perte de puissance : en raison de la faible résistivité du cuivre par rapport au câble en aluminium, la perte de puissance du câble en cuivre est faible, ce qui est évident. Ceci est propice à l'amélioration du taux d'utilisation de la production d'électricité et à la protection de l'environnement.

(10) Résistance à l'oxydation et résistance à la corrosion : le connecteur du câble en cuivre a des performances stables et ne causera pas d'accidents dus à l'oxydation. Le joint du câble en aluminium est instable et des accidents se produisent souvent en raison de l'augmentation de la résistance de contact et de l'échauffement dû à l'oxydation. Par conséquent, le taux d'accident est beaucoup plus élevé que celui du câble en cuivre. Surtout dans certains endroits où des fils de cuivre et des fils d'aluminium sont connectés, des problèmes surviennent après une longue période. Par conséquent, la connexion du fil de cuivre et du fil d'aluminium doit être strictement requise.

(11) Construction pratique :

① Le fil de cuivre a une bonne flexibilité et un petit rayon de courbure autorisé, il est donc pratique de tourner et de passer à travers le tuyau.

② Le fil de cuivre est résistant à la fatigue et difficile à casser après des flexions répétées, de sorte que le câblage est pratique.

③ Le fil de cuivre a une résistance mécanique élevée et peut supporter une tension mécanique importante, ce qui non seulement apporte une grande commodité à la construction et à la pose, mais crée également les conditions d'une construction mécanisée.

Inconvénients du fil de cuivre :

Le prix du fil de cuivre est élevé et le ratio de fil de cuivre est fictif, ce qui détermine le coût élevé du fil de cuivre. En tant que câble, il présente de nombreux avantages en termes de performances, c'est-à-dire un coût élevé ! Par conséquent, nos lignes aériennes communes n'utilisent pratiquement pas de fil de cuivre. C'est bien mais c'est trop lourd. Par conséquent, les lignes aériennes utilisent souvent plus de fils d'aluminium et les fils de cuivre sont généralement utilisés pour les fils de terre.

Avantages et inconvénients du fil d'aluminium :

(1) Prix bon marché: le prix du poteau en cuivre est 3,5 fois celui du poteau en aluminium et la proportion de cuivre est 3,3 fois celle de l'aluminium. Par conséquent, le câble en aluminium est beaucoup moins cher que le câble en cuivre, qui convient aux projets à faible coût ou à la consommation d'énergie temporaire.

(2) Le câble est très léger : le poids du câble en aluminium représente 40 % de celui du câble en cuivre et les coûts de construction et de transport sont faibles.

(3) Résistance à l'oxydation et résistance à la corrosion : l'aluminium réagit rapidement avec l'oxygène de l'air pour former un film d'oxyde, ce qui peut empêcher une oxydation supplémentaire. Par conséquent, le conducteur en aluminium est le matériau nécessaire pour la transmission d'énergie aérienne à haute tension, à grande section et à longue portée, mais ses avantages en tant que ligne basse tension n'existent plus.

Inconvénients du fil d'aluminium :

Le fil d'aluminium a une faible conductivité, une grande perte électrique, une faible résistance à la traction et une faible résistance à la corrosion. Le joint est particulièrement facile à oxyder. S'il est connecté avec un fil de cuivre, le joint est plus sujet à la corrosion en raison de la différence de potentiel, ce qui peut facilement provoquer un circuit ouvert. Ceux-ci sont relatifs à l'utilisation de lignes à basse tension, mais les avantages du fil d'aluminium dans les lignes à haute tension sont également assez évidents. Nous devrions préciser que nous ne pouvons pas tout affirmer d'un coup.

Les fils de cuivre et d'aluminium ne peuvent pas être connectés ensemble

Les propriétés chimiques et physiques du cuivre et de l'aluminium sont très différentes

Par conséquent, le cuivre et l'aluminium ne doivent pas être directement connectés. Bien sûr, la connexion en aluminium cuivre est inévitable. Lorsqu'une connexion est requise, une pince de transition en cuivre-aluminium, un joint de transition en cuivre-aluminium, un fil de cuivre doublé d'étain ou un fil d'aluminium doublé d'étain sont généralement utilisés pour une connexion directe.

Les propriétés électrochimiques du cuivre et de l'aluminium sont différentes

S'ils sont directement connectés, une fois qu'ils rencontrent l'électrolyte formé par l'eau, le dioxyde de carbone et d'autres impuretés, une batterie chimique se forme. En effet, l'aluminium est facile à perdre des électrons et devient l'électrode négative, et le cuivre est difficile à perdre des électrons et devient l'électrode positive. Par conséquent, une force électromotrice de 1,69 V est formée entre les électrodes positive et négative, et un petit courant passe à travers pour corroder le fil d'aluminium, la soi-disant corrosion électrochimique. Cela entraînera un mauvais contact entre le cuivre et l'aluminium et augmentera la résistance de contact. Lorsqu'un courant passe à travers, la température au niveau du joint va augmenter, ce qui va encore accélérer la corrosion du joint et augmenter la résistance de contact, entraînant un cercle vicieux jusqu'à ce qu'il soit brûlé.

Le cuivre et l'aluminium sont deux métaux différents

Le simple fait de les connecter ensemble entraînera une réaction électrochimique (corrosion). Pendant longtemps, la résistance de contact au niveau de la connexion augmentera et chauffera, ce qui entraînera l'activation et la désactivation du circuit, une haute et une basse tension et même un incendie.