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Perché non è possibile collegare rame e alluminio nel cablaggio?
Cosa c'è in ingegneria elettrica Non collegare direttamente conduttori in rame e alluminionon è un segreto nemmeno per molte persone comuni che non hanno alcuna relazione con l'elettricista. Da parte degli stessi abitanti, elettricisti professionisti spesso chiedono: "Perché?".
Pochemochki di qualsiasi età può portare chiunque in un vicolo cieco. Ecco un caso simile. Una tipica risposta professionale: “Perché, perché ... Perché brucerà. Soprattutto se la corrente è alta ". Ma questo non aiuta sempre. Poiché questo è spesso seguito da un'altra domanda: “Perché brucerà? Perché il rame con l'acciaio non brucia, l'alluminio con l'acciaio non brucia e l'alluminio con il rame brucia? ”
All'ultima domanda puoi sentire diverse risposte. Eccone alcuni:
1) Alluminio e rame hanno coefficienti di dilatazione termica diversi. Quando una corrente li attraversa, si espandono in modo diverso; quando la corrente si ferma, si raffreddano in modo diverso. Di conseguenza, una serie di contrazioni di espansione modifica la geometria dei conduttori e il contatto si allenta. E poi a posto cattivo contatto si verifica il riscaldamento, si deteriora ancora di più, appare un arco elettrico, che completa il tutto.
2) L'alluminio forma un film non conduttivo di ossido sulla sua superficie, che peggiora il contatto fin dall'inizio, quindi il processo procede lungo la stessa linea di crescita: riscaldamento, ulteriore deterioramento del contatto, arco e distruzione.
3) Alluminio e rame formano una "coppia galvanica", che semplicemente non può non surriscaldarsi nel punto di contatto. E ancora, riscaldamento, arco e così via.
Dov'è la verità, dopo tutto? Cosa succede lì, all'incrocio tra rame e alluminio?
La prima delle risposte fornite è ancora insostenibile. Ecco i dati tabulari sul coefficiente lineare di dilatazione termica per i metalli utilizzati per l'installazione elettrica: rame - 16,6 * 10-6m / (m * gr. Celsius); alluminio - 22,2 * 10-6m / (m * g. Celsius); acciaio - 10,8 * 10-6m / (m * g. Celsius).
Ovviamente, se si trattasse di coefficienti di espansione, il contatto più inaffidabile sarebbe tra un conduttore in acciaio e alluminio, poiché i loro coefficienti di espansione differiscono della metà.
Ma anche senza dati tabulari, è chiaro che le differenze nell'espansione termica lineare sono relativamente facilmente compensate dall'uso di morsetti affidabili che creano una pressione costante sul contatto. Per espandere i metalli, compressi, ad esempio, utilizzando una connessione bullonata ben serrata, rimane solo lateralmente e le variazioni di temperatura non sono in grado di indebolire seriamente il contatto.
Anche l'opzione del film di ossido non è del tutto vera. Dopotutto, questo stesso film di ossido consente di collegare conduttori in alluminio con acciaio e con altri conduttori in alluminio. Sì, naturalmente, si consiglia l'uso di un lubrificante speciale contro gli ossidi, sì, si raccomanda una revisione sistematica dei composti che coinvolgono l'alluminio. Ma tutto ciò è permesso e funziona da anni.
Ma la versione con una coppia galvanica ha davvero il diritto di esistere. Ma qui, comunque, non può fare a meno degli ossidi. Dopotutto, anche un conduttore di rame viene rapidamente rivestito di ossido, con l'unica differenza che l'ossido di rame conduce più o meno corrente.
Ma se un conduttore di rame e alluminio è collegato, i loro ossidi hanno la possibilità di dissociazione, cioè la decomposizione in ioni carichi. La dissociazione è possibile a causa dell'umidità naturale, che è sempre nell'aria. Ioni di ossidi di alluminio e rame, essendo particelle con diversi potenziali elettrici, iniziano a prendere parte al flusso di corrente. Inizia il processo noto come "elettrolisi" (vedi - Applicazione di elettrolisi).
Durante l'elettrolisi, gli ioni trasferiscono le cariche e si muovono. Inoltre, gli ioni sono particelle di conduttori metallici.Quando si muovono, il metallo viene distrutto, si formano conchiglie e vuoti. Ciò è particolarmente vero per l'alluminio. Bene, e dove ci sono vuoti e lavandini, non è più possibile avere un contatto elettrico affidabile. Il cattivo contatto inizia a scaldarsi, peggiora e così via fino a un incendio.
Si noti che più umida è l'aria circostante, più intensamente si verificano tutti questi processi. E l'espansione termica irregolare e lo strato non conduttivo di ossido di alluminio sono solo fattori aggravanti, niente di più.
Oltre all'articolo, è disponibile una piastra utile che mostra chiaramente la compatibilità e l'incompatibilità dei singoli metalli e leghe quando vengono combinati. Il rame e l'alluminio non possono essere interconnessi, poiché sono incompatibili.
Compatibilità di alcuni metalli e leghe
Nota: C - compatibile, H - incompatibile, P - compatibile durante la saldatura, con collegamento diretto da una coppia galvanica.
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