چرا از مس برای تولید سیم های برق استفاده می شود؟در ادامه با فرنام الکتریک همراه باشید تا پاسخ صحیح سؤال خود را دریافت کنید.
مس یک عنصر شیمیایی شناخته شده با نماد اتمی Cu و شماره اتمی 29 است.در روزهای مدرن ، این فلز مایل به قرمز در مناطق مختلف مانند خط ساخت و ساز به عنوان یک ماده ساختمانی ، در لوله کشی و از همه مهمتر در صنعت برق استفاده می شود.
سیم های مسی از سیم های ساخته شده از اکثر فلزات رسانای دیگر ، ایمن تر هستند ، زیرا در برابر گرما مقاوم هستند. همانطور که می بینید ، مس به دلایل مختلف فلز ارجح برای سیم های الکتریکی است.رسانای الکتریکی بالایی دارد.ارزان و مقاوم در برابر حرارت و شکل پذیر است.مس بسیار فراوان تر از طلا یا نقره بوده ، بنابراین خرید آن بسیار ارزان تر است.
چرا از مس در سیم کشی برق استفاده می شود؟از فلز مس برای ساخت سیم های الکتریکی استفاده می شود ، زیرا ماهیت آن بسیار شکل پذیر است و هادی خوبی برای برق است.فلزات دارای الکترون آزاد هستند و همین امر باعث می شود که آنها رسانای خوبی برای تولید گرما و برق باشند.
چرا از مس ناخالص در سیم برق استفاده نمی کنند؟
مس ناخالص به دلیل ناخالصی‌هایی که دارد برای استفاده در سیم برق مناسب نیست و نباید از آن استفاده کرد. مس خالص رسانای عالی است و وجود ناخالصی باعث می‌شود رسانای خوبی نباشد . می‌توان گفت هیچ فلزی وجود ندارد که بتواند در رسانایی الکتریکی با مس رقابت نماید. سیم و یا کابل‌هایی که با مس ساخته می‌شوند می‌توانند جریان الکتریکی زیادی را حمل کنند.
یکی از عواملی که باعث می‌شود عمر سیم برق کوتاه شود سایش است . خواص شیمیایی که در مس وجود دارد باعث می‌شود سایش نداشته باشد و همین امر عمر سیم و یا کابل را زیاد می‌کند. در سراسر جهان از مس در سیم برق استفاده می‌کنند و این نشان دهنده این است که این فلز استانداردهای جهانی دارد و با اکثر طراحی‌های ساختمانی سازگار است.
از مس ۱۰۰ درصد برای سیم برق استفاده می‌کنند و نباید هیچ گونه ناخالص داشته باشد. درجه و کیفیت مس برای استفاده در سیم برق بسیار مهم است و نباید از مس بی کیفیت استفاده کرد. مس ناخالص ویژگی‌های مس خالص را ندارد و باعث می‌شود رسانایی سیم پایین بیاید. باید در هنگام ساخت سیم برق استانداردهای جهانی رعایت شود که در کشور ما این استانداردها رعایت می‌گردد. قیمت مس و سیم‌های برق مسی با توجه به نوسانات قیمت اخیر به صورت روزانه مشخص می‌گردد. البته روش ساخت و قطر کابل و سیم هم در قیمت بی‌تاثیر نیست. بهتر است برای خرید کابل و سیم برق با کیفیت به مراکز فروش مجاز این کابل‌ها مراجعه نمایید.
6 علت اصلی استفاده از مس در سیم برق
مس خالص انعطاف‌پذیر است و رنگ آن ترکیبی از رنگ‌های قرمز و نارنجی می‌باشد. همچنین مس خالص دارای خاصیت داکتیلیته است، هدایت حرارتی و الکتریکی و توانمندی زیستی خوبی دارد. توانمندی سایش آن بالا می‌باشد، به‌همین علت است که از مس در صنایع غذایی استفاده زیادی می‌کنند. انواع دیگ و لوله‌های صنایع غذایی از مس خالص تولید می‌شوند. همچنین از مس خالص در صنایع نساجی و نفت بهره برداری می‌شود. مس خالص به علت مزیت‌های گوناگونی مثل رسانایی برق، توانمندی در مقابل سایش و چکش خواری زیاد و غیره کارآیی بسیاری دارد. خصوصیاتی مثل استحکام بالا، خواص آلیاژی و آپشن شکل‌پذیر بودن، مس را به‌فلزی منحصر به‌فرد برای بهره گیری در مصارف مختلف تبدیل کرده است.
در ادامه 6 علت اصلی استفاده از مس در سیم برق و همچنین کاربرد این فلز در سیستم‌های برقی را بررسی می‌کنیم:
رسانایی بالای مس
مس فلزی با رسانایی بالا است. این بدان معناست که برق می‌تواند با سهولت بیشتری از آن عبور کند و برای استفاده در سیم‌های برق ایده آل است. شرکت‌ها می‌توانند از فلزات رسانای دیگر نیز برای ایجاد سیم‌های الکتریکی استفاده کنند. اما به دلیل مشکلاتی که ایجاد می‌کنند گزینه مناسبی نیستند.
در فلز مس قابلیت رسانایی بسیار بالا است و همچنین میزان مسافت و طولانی بودن مسیر تاثیری بر رسانایی مس ندارد. در سایر سیم و کابل‌های هادی ناخالصی‌هایی در مسافت‌های طولانی وجود دارد که میزان رسانایی را کاهش می‌دهد.
فلز مس وزن معینی دارد و بر همین اساس هنگام استفاده در سیم و کابل، وزن سیم و کابل کاملاً مشخص است. از این‌رو زمان خرید از جمله معیارهای مناسب در تشخیص سیم و کابل باکیفیت و اصل می‌باشد.
سازگاری با سایر تجهیزات الکتریکی از دلایل استفاده از مس در سیم برق
عنصر مس به وفور روی زمین وجود دارد و به‌عنوان در دسترس ترین ماده اولیه خام محسوب می‌شود. این ماده به‌صورت آلیاژ مس خام قابل استفاده است و از معادن استخراج می‌گردد. تمام اتصالات مسی در برابر خوردگی محکم و مقاوم هستند. سیم مسی ساختمان با پیچ و روکش برنجی با کیفیت این قابلیت را دارد تا اتصالی به شما بدهد که دچار خوردگی نمی‌شود.
می‌توان آن را به سادگی و به آسانی و بدون ابزارهای خاص، مانند واشر یا ترکیبات مشترک نصب کرد. مس با سایر دستگاه‌های الکتریکی سازگار است و استفاده از سیم با هادی مسی باعث ایجاد اتصال کوتاه در سایر سیستم‌ها و تجهیزات عملی نخواهد شد. در صورتی که از‌هادی با فلزهای دیگر در سیم مسی استفاده شود، مشکلاتی به وجود می‌آید.
قیمت مناسب و دوام بالا
فلز مس در طبیعت بسیار فراوان‌تر از طلا و نقره است و بر همین اساس از نظر قیمت ارزان‌تر از طلا و نقره می‌باشد. مس در مقایسه با سایر فلزات نسبتاً ارزان و با دوام است. به عنوان مثال ، طلا رسانای عالی برق است ، اما هزینه آن چندین برابر مس است. اگر شرکت‌ها از طلا برای تولید سیم‌های الکتریکی استفاده می‌کردند ، اساساً هزینه گزافی را متحمل می‌شدند، زیرا مس نسبت به طلا رساناتر است و هزینه آن کمتر از طلا است. و این دلیلی مبنی بر انتخاب فلز مس به عنوان استاندارد هادی سیم و کابل معرفی می‌شود.
مهم‌ترین مزیت فلز مس داشتن انعطاف پذیری بالا است. اگر از فلز مس در طولانی مدت استفاده کنید، خاصیت خود را حفظ نموده و بدون آنکه به تعویض یا تعمیر نیاز داشته باشد همچنان قابل‌استفاده است.
شکل پذیری بالا از دلایل استفاده از مس در سیم برق
این فلز شکل پذیری بالای دارد و به‌راحتی خم می‌شود. ازاین‌رو برای استفاده در پروژه‌ها در مواقعی که گوشه‌دار و زاویه‌دار هستند، به‌راحتی خم می‌گردند و دچار ساییدگی، پارگی و شکستگی نمی‌گردند.
مس فقط رسانا نیست ؛ همچنین شکل پذیر است به عبارت دیگر، می‌توانید مس را تا حد زیادی خم کنید و پیچ دهید؛ بدون این که سیم دچار خرابی و هر گونه نقص شود. سیم‌های برق اغلب باید از طریق دیوارها ، کف‌ها ، سقف‌ها و دیگر فضاهای تنگ عبور کنند.
در نتیجه ، آنها به طور طبیعی در خانه یا ساختمان و سطح‌های دارای زاویه نیاز به خم شدن دارند و اگر مس قابلیت انعطاف نداشته باشد دچار شکستن و خرابی و پارگی عایق سیم می‌شود. خواص شکل پذیری مس باعث می‌شود سیم‌های مسی به راحتی خم شوند.
آنها همچنان الکتریسیته را منتقل می‌کنند و میزان انعطاف پذیری تاثیری در قابلیت رسانایی آن ندارد. می‌توانید آن را خم کنید یا به راحتی بچرخانید و باز هم نشکند. به همین دلیل استفاده و نحوه نصب و سیم کشی فلز مس بسیار ساده و سریع است.
مقاومت در برابر حرارت
از مزایای سیم‌های مسی که اغلب نادیده گرفته می‌شود، مقاومت در برابر حرارت است. به گفته ESFI ، آتش سوزی‌های الکتریکی دلیل اصلی بیش از 51000 آتش سوزی در منازل مسکونی است. سیم‌های مسی ایمن تر از سیم‌های ساخته شده از سایر فلزات رسانا هستند زیرا در برابر حرارت مقاوم هستند.
برای افزایش استحکام و کیفیت فلز مس عملیات آنیل کاری روی آن انجام می‌پذیرد. این عملیات بر روی سایر عناصر فلزی مثل آهن و فولاد هم انجام می‌شود، اما مانند مس، شبکه کریستالی منظمی نمی‌یابند. همچنین فلزات دیگر با توجه به اینکه در اثر انیل شدن دستخوش تغییرات می‌شوند به عنوان مواد اولیه مناسب برای سیم و کابل محسوب نمی‌شوند.
پانچ یعنی تاباندن رشته‌های مس که به‌وسیله‌ی پانچر انجام می‌گردد. فلز مس پس از آنیل شدن به راحتی پانچ می‌گردد. سایر فلزات چون انعطاف خوبی ندارند به‌راحتی پانچ نمی‌شوند.
مقاومت کششی بالا از علت های استفاده از مس در سیم برق
مس به دلیل استحکام خود در برابر کشش، خزش، خراش و شکستگی مقاومت می‌کند. استحکام استثنایی مس، در مقایسه با هادی‌های کابل آلومینیوم، یکی دیگر از دلایلی است که به عنوان هادی منتخب در سیستم‌های سیم کشی در سراسر صنعت ساختمان انتخاب شده است.
هنگامی که هادی‌های آلومینیومی طولانی از طریق لوله و سینی کابل کشیده می‌شوند ، می‌توانند کشیده و به سمت پایین حرکت کنند. این امر ظرفیت حمل فعلی را کاهش می‌دهد، انرژی را هدر می‌دهد و می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد شود. مس، با استحکام کششی فوق العاده، در برابر این شرایط محافظت از سیستم می‌کند. فلز مس در مقابل کشش و شل شدن مقاومت می‌کند.
هنگامی که از‌هادی مسی ناخالص مانند هادی مسی با ترکیبات آلومینیوم سبک تر و ضعیف تر استفاده می‌شود، مشکلاتی مانند: کاهش مقاومت در برابر کشش و خاصیت شل شدن به وجود می‌آید. همچنین مقاومت خود را در مقابل حرارت از دست می‌دهد. به همین دلیل کارشناسان سعی دارند از فلز مسی خالص در‌هادی سیم برق استفاده کنند.
در صورتی که از‌هادی مسی ناخالص استفاده شود، ممکن است با اکسیداسیون و گرم شدن بیش از حد همراه شود. با استفاده از سیم مسی خالص در سیستم خود می‌توانید از این مشکل جلوگیری کنید.سختی طبیعی و استحکام بالای سیم مسی ناخالص باعث می‌شود روی سطوح خط و خش ایجاد شود و همچنین هنگام خمش و پیچش دچار شکستن و پاره شدن عایق شود.
در تاسیسات، تجهیزات و ماشین آلات سیم کشی با هادی مس ناخالص می‌تواند باعث بروز مشکلاتی مانند اتصال کوتاه، ذوب شدن سیم و کابل، خرابی و قطعی شود. لذا توصیه می‌شود از سیم مسی خالص با درصد خلوص 99.9 برای انواع سیم کشی ساختمان استفاده کنید.
سخن آخر
علت استفاده از مس در سیم برق رسانای الکتریکی بالای آن است البته این تنها ویژگی منحصر بفرد مس نیست بلکه مس هم قابلیت شکل پذیری بالایی دارد و هم در برابر حرارت بسیار مقاوم است.
مس خالص زنگ نمی‌زند. همچنین اگر بخواهیم از جایگزین‌های مس همانند طلا ، نقره و آلومینیوم استفاده کنیم به دلیل قیمت بالا نمی‌توانند کاربرد چندانی داشته باشند. مس ناخالص نیز به دلیل وجود ناخالصی نمی تواند رسانای خوبی باشد.