导体材料铜和铝的比较
发布时间:2014-10-27虽然银是最好的导体,其成本的高昂限制其使用在特殊的电路当中,多被用于需要具有高导电率或低电阻率的地方。
两种最常用的导体是铜和铝。这两种材料都在不同的情况下表现出其正面和负面的特征影响其使用效果。
一些铜和铝的特性的比较列于下表中:
铜和铝的特性比较
特性 |
铜 |
铝 |
抗拉强度(磅/英寸2) |
55,000 |
25,000 |
相同电导率下抗拉强度对比(磅) |
55,000 |
40,000 |
相同电导率下材料重量对比(磅) |
100 |
48 |
相同电导率下截面积对比(平方厘米) |
100 |
160 |
电阻率(W/密耳英尺) |
10.6 |
17 |
铜比铝具有更高的导电率,它也更具延展性(可以拉伸),铜具有相对高的抗张强度(物质沿其长度方向承受不撕破的情况下最大的应力),也可以很容易地焊接。然而,铜是比铝更昂贵并且更重。
虽然铝只有铜的导电率的约60%,但其较轻的自重使长跨度成为可能。它在某个设定导电率的前提下具有相对比较大的直径可以降低 电晕。电晕是电力导线在高电压时的对空气的放电情况,在实际应用当中时,直径小的导线比直径较大的导线产生的电晕更大。然而,铝的相对大的尺寸对于给定电导下不允许节约使用绝缘覆盖物。
温度系数
纯金属电阻,如银,铜和铝的电阻,随温度的增加而增加。
然而,一些合金的电阻,如康铜和锰铜,在温度变化时电阻变化很小。由于测量仪器电路的电阻必须保持恒定,以获得精确的测量而使用这些合金。
在表1-1中,一个回路中的密耳英尺电线的电阻(电阻率)是在特定的温度下给定的,例如在20℃这种情况下,正如我们前面所述,纯金属的电阻随温度的升高而升高,所以有必要设立一个标准温度。因此,除非所有被比较的物质的电阻在同一温度下进行测量,否则电阻比较的真实基础不同就不能进行比较。在0℃以上,增加导体样品的电阻1欧姆所需温度的升高量被称为电阻的温度系数。对于铜,电阻的温度系数约为0.00427欧姆。
一定长度的铜导线在0℃的初始温度下具有50欧姆电阻,则每提高1℃温度将增加50×0.00427,即0.214欧姆电阻,这也适用于温度高于0℃时的电线的整个长度上。提高20℃温度则电阻增加约20×0.214或4.28欧姆。在20℃下的总电阻为50±4.28,或54.28欧姆。
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