Podczas planowania prac elektrycznych w domu lub mieszkaniu może pojawić się pytanie, które z nich jest lepsze: przewody miedziane czy aluminiowe?
W tym artykule dowiemy się, jaki materiał powinien być stosowany przy wykonywaniu okablowania kabla elektrycznego w pomieszczeniach mieszkalnych oraz rozważenie zalet i wad przewodów miedzianych i aluminiowych.
Spis treści
Porównanie kabli aluminiowych i miedzianych pod względem właściwości technicznych
Aby zrozumieć różnice między miedzią a aluminium, należy rozważyć i porównać ich specyfikacje.
Właściwości przewodników
Główne właściwości elektryczne materiału przewodzącego to opór elektryczny właściwy, przewodność cieplna i temperaturowy współczynnik oporu. Właściwości mechaniczne obejmują masę, wytrzymałość, wydłużenie przed rozerwaniem i trwałość w normalnych warunkach pracy.
Oporność elektryczna
Oporność elektryczna - to zdolność materiału do przeciwstawiania się prądowi elektrycznemu podczas przepływu przez przewodnik. Rezystancję oblicza się według wzoru
Ρ = r⋅S/l,
gdzie l to długość przewodnika, S to pole przekroju poprzecznego, a r to rezystancja.
Dla porównania:
| Materiał przewodnika | Rezystywność elektryczna, om²/m |
|---|---|
| Miedź | 0,0175 |
| Aluminium | 0,0300 |
Jak widać w tabeli, miedź ma mniejszą rezystywność, a zatem mniej się nagrzewa i lepiej przewodzi prąd.
Przewodność cieplna
Przewodność cieplna - to właściwość przewodnika, która pokazuje ilość ciepła, jaka przenika przez warstwę materii w jednostce czasu. Aby obliczyć przewód elektryczny Ta cecha jest bardzo ważna, ponieważ decyduje o bezpiecznym działaniu instalacji elektrycznej. Im wyższa jest przewodność cieplna materiału, tym mniej się on nagrzewa i tym lepiej odprowadza nadmiar ciepła.
Dla porównania:
| Materiał przewodnika | Przewodność cieplna, W/(m-K) |
|---|---|
| Miedź | 401 |
| Aluminium | 202—236 |
Temperaturowy współczynnik rezystancji
Gdy różne materiały są podgrzewane, zmienia się ich przewodnictwo elektryczne. Cecha, która wskazuje tę zmianę, nazywana jest temperaturowym współczynnikiem oporu (WSPÓŁCZYNNIK OPORU). Wartość tę wyznacza się za pomocą specjalnego miernika TKC i przyjmuje się średnią wartość tego współczynnika.
Uwaga! Współczynnik temperaturowy rezystancji - to stosunek względnej zmiany rezystancji do zmiany temperatury. Jest ona określana jako α.
Dla porównania:
| Materiał przewodnika | Temperaturowy współczynnik rezystancji, 10-3/K |
|---|---|
| Miedź | 4,0 |
| Aluminium | 4,3 |
Im niższy jest temperaturowy współczynnik rezystancji, tym większa jest stabilność przewodnika.
Masa i przewodność elektryczna przewodnika
Miedź jest znacznie cięższa od aluminium. Jego gęstość wynosi 8900 kg/m³, podczas gdy gęstość aluminium wynosi 2700 kg/m³. Oznacza to, że przewodnik miedziany będzie 3,4 razy cięższy od przewodu aluminiowego o podobnym rozmiarze.
Należy zdawać sobie sprawę, że przewodność elektryczna miedzi jest o ponad 50% większa niż przewodność elektryczna aluminium, a zatem aby przewodnik aluminiowy mógł przewodzić ten sam prąd, musi być o 50% większy niż przewodnik miedziany.
Dlatego bardziej efektywne jest stosowanie przewodów miedzianych niż aluminiowych.
Wydłużenie przed zerwaniem i wytrzymałość
Kable elektryczne mogą pracować w różnych trybach i warunkach eksploatacyjnych, dlatego przy wyborze przewodnika bardzo ważne jest uwzględnienie jego odporności na naprężenia mechaniczne. Wytrzymałość na rozciąganie to cecha, która uwzględnia wytrzymałość materiału i odporność na obciążenie niszczące.
Dla porównania:
| Materiał przewodnika | Wytrzymałość na rozciąganie, kg/m² |
|---|---|
| Miedź | 27 – 44,9 |
| Aluminium | 8 – 25 |
Z analizy tabeli jasno wynika, że miedź charakteryzuje się wysoką odpornością na naprężenia mechaniczne i znacznie przewyższa aluminium w tej właściwości.
Okres użytkowania
Żywotność przewodów elektrycznych zależy od warunków eksploatacji i środowiska. Ogólnie przyjmuje się, że trwałość kabla aluminiowego w normalnych warunkach eksploatacyjnych wynosi 20-30 lat. Z drugiej strony, przewody miedziane mają dłuższą żywotność i mogą wytrzymać nawet 50 lat.
Jaki materiał na okablowanie należy wybrać dla mieszkania
W czasach Związku Radzieckiego w budynkach mieszkalnych powszechnie stosowano przewody aluminiowe. Wynikało to z faktu, że budynki mieszkalne nie obciążają w dużym stopniu sieci energetycznej ze względu na niską moc i niewielką liczbę urządzeń elektrycznych. Wraz z rozwojem technologii i pojawieniem się ogromnej liczby urządzeń elektrycznych o dużej mocy używanych w domu znacznie wzrosły wymagania jakościowe i materiałowe stawiane kablom elektrycznym. We współczesnym świecie prawie nigdy nie stosuje się kabli aluminiowych, co wynika z następujących przepisów przewody elektryczne w gospodarstwach domowych powinny być wykonane z miedzi!
Oto ciekawostka! Niewiele osób wie, że tuż przed instalacją aluminiową, w czasach stalinowskich, w mieszkaniach stosowano instalację miedzianą.
Zalety i wady okablowania aluminiowego
Główne zalety aluminiowych przewodów elektrycznych to:
- Niewielki ciężarGęstość aluminium jest mniejsza i dlatego jego masa jest mniejsza. Jest to przydatna zaleta w przypadku prostych sieci z wieloma kablami, ale o niewielkim obciążeniu.
- Niski kosztAluminium jest kilkakrotnie tańsze od miedzi, dlatego produkty wykonane z tego materiału również mają niską cenę.
- odporność na utlenianieDługa żywotność i odporność na utlenianie, jeśli nie jest w kontakcie z otoczeniem.
Do wad tego materiału należą:
- Niska przewodność elektryczna - Aluminium ma wysoką rezystywność i nagrzewa się, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny. Przepisy i normy elektryczne nie dopuszczają stosowania takich kabli w instalacjach domowych, w których przekrój żył jest mniejszy niż 16 mm².
- Słabe połączenie - Ze względu na procesy utleniania oraz cykle ogrzewania/chłodzenia aluminiowe złącza kablowe ulegają stopniowemu zniszczeniu, co może prowadzić do wadliwego okablowania lub zwarć.
- Przewodniki kruche - Takie kable łatwo pękają pod wpływem ciepła, co również bardzo często prowadzi do awarii.
Zalety i wady okablowania miedzianego
Miedź jest zatwierdzona i szeroko stosowana w okablowaniu elektrycznym w budynkach mieszkalnych i przemysłowych. Dzięki swoim właściwościom elektrycznym przewyższa wiele innych materiałów i ustępuje jedynie srebru.
Zalety kabli miedzianych są następujące:
- Wysoka przewodność elektryczna i cieplna - Miedź ma stosunkowo niską rezystancję i skutecznie przewodzi prąd elektryczny, ma wysoką sprawność i nie nagrzewa się znacząco przy odpowiednim przekroju kabla.
- Odporność na korozję - Przewody miedziane mogą pracować w każdych warunkach roboczych i środowiskowych, mają długą żywotność i są praktycznie wolne od korozji.
- Odporność na naprężenia mechaniczne - Miedziane kable elektryczne są wytrzymałe, ciągliwe i giętkie.
- elastyczne i łatwe w instalacji - Kable miedziane są bardzo giętkie, łatwo się je układa pod kątem i podłącza do gniazdek i przełączników.
Główną wadą miedzi jest jej wysokie koszty. Należy jednak pamiętać, że w przypadku tak wymagających prac instalacyjnych decydujące znaczenie mają bezpieczeństwo i trwałość. Dlatego też, mimo że przewody miedziane są drogie, ich koszt szybko się zwraca i, jeśli są prawidłowo używane, służą przez bardzo długi czas bez napraw i awarii.
Czy warto wymieniać stare przewody aluminiowe?
Odpowiedź na to pytanie brzmi zdecydowanie i jednoznacznie: tak, warto! Stosowanie starych przewodów aluminiowych jest nie tylko nieefektywne, ale również nie jest bezpieczne przy dzisiejszym obciążeniu elektrycznym. Ponadto, zgodnie z PUE, przewodów aluminiowych nie wolno stosować do instalacji okablowanie domu. Dlatego, jeśli istnieje możliwość zmiany okablowania, warto je wymienić na miedziane, stosując odpowiednie obliczenia, dobór rozmiaru przekrój poprzeczny i liczba przewodów elektrycznych.
Prace elektroinstalacyjne to prace, w których nie można skąpić na jakości materiałów. Bezpieczeństwo ludzi i prawidłowe działanie urządzeń elektrycznych w domu zależy od właściwego doboru i obliczenia materiałów.
Jeśli zdecydujesz się zachować stare okablowanie, powinieneś przełożyć rozdzielnicę, ograniczyć moc i zabezpieczyć każdą linię przed przekroczeniem 16 A (abyś nie musiał się martwić, że w którymś momencie dojdzie do przegrzania i pożaru).
Chociaż okablowanie miedziane jest znacznie droższe niż aluminiowe, w dłuższej perspektywie opłaca się i nie stwarza problemów dla użytkownika.
Powiązane artykuły:
