Las 9 principales diferencias entre la barra colectora de aluminio y cobre

Las barras colectoras desempeñan un papel indispensable en la industria eléctrica, ya que dos materiales conductores principales son el aluminio y el cobre. Entonces, ¿cuáles son las similitudes y diferencias entre las barras colectoras de aluminio y cobre?

Este artículo profundizará en su conductividad, fuerza, resistencia, capacidad de carga de corriente, costo, reciclabilidad y más. Al comparar las características de las barras colectoras de aluminio y cobre, nuestro objetivo es ayudarlo a comprender mejor cómo elegir el material de barra colectora adecuado para los diferentes requisitos del proyecto.

Barra colectora de cobre

Las barras colectoras de cobre son conocidas por su alta conductividad y excelente maquinabilidad. Como uno de los materiales conductores más antiguos, el cobre exhibe una excelente conductividad eléctrica y puede resistir la mayor parte de la corrosión química. En el campo de la electrónica, el cobre ETP y el cobre OFE son materiales comunes, ambos conocidos por sus excelentes propiedades eléctricas. A pesar de la alta volatilidad del precio del cobre, su uso está muy extendido en diversas aplicaciones.

Barra colectora de aluminio

Las barras colectoras de aluminio, como alternativa al cobre, se están volviendo cada vez más populares en aplicaciones eléctricas. El aluminio es mucho más ligero que el cobre, con una densidad de aproximadamente un tercio de la del cobre, lo que requiere un volumen mayor para el mismo peso.

Si bien la conductividad del aluminio es ligeramente menor que la del cobre, su menor costo ayuda a ahorrar gastos y lograr diseños livianos en varios campos. Las barras colectoras de aluminio generalmente tienen costos de producción e instalación más bajos en comparación con el cobre y, en muchos casos, el aluminio también exhibe buenas propiedades de mecanizado mecánico.

NO.1 Contraste de conductividad: barra colectora de aluminio vs. cobre

La conductividad es uno de los indicadores más cruciales para los conductores de barras colectoras. Por lo general, las barras colectoras de cobre tienen una conductividad de hasta el 99,8% IACS, mientras que la conductividad de las barras colectoras de aluminio varía ligeramente según la aleación. Por ejemplo, las barras colectoras de aluminio puro como la 1350 suelen tener una conductividad de alrededor del 62% de IACS, mientras que las barras colectoras de aluminio 6101 suelen exhibir una conductividad de aproximadamente el 55% de IACS.

NO.2 Comparación de resistencia: barras colectoras de aluminio vs. barras colectoras de cobre

La resistencia también es un indicador crítico para las barras colectoras. El cobre tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 32,000 psi, mientras que la resistencia a la tracción de la aleación de aluminio de grado eléctrico 6101 es de aproximadamente 28,000 psi.

NO.3 Variación de resistencia: barras colectoras de cobre vs. barras colectoras de aluminio

La resistencia de la barra colectora es uno de los indicadores críticos de rendimiento para los conductores de la barra colectora. En cuanto al volumen, el cobre supera al aluminio. El cobre ofrece una menor resistencia, una menor pérdida de energía, una disminución de la caída de voltaje y una mayor capacidad de transporte de corriente, lo que mejora la eficiencia eléctrica de los sistemas de barras colectoras.

NO.4 Capacidad de transporte de corriente: barra colectora de aluminio vs. cobre

La capacidad de carga de corriente se refiere a la corriente máxima que puede manejar una barra colectora, determinada por factores como la resistencia del material conductor, el aumento de temperatura y la resistencia mecánica.

En general, el cobre tiene una conductividad más alta, lo que resulta en una mayor capacidad de transporte de corriente para las barras colectoras de cobre en comparación con las barras colectoras de aluminio de la misma área de sección transversal. Esto significa que bajo la misma carga de corriente, las barras colectoras de cobre experimentan aumentos de temperatura relativamente más bajos, lo que mejora la estabilidad y la confiabilidad del sistema.

Aunque la capacidad de carga de corriente de las barras colectoras de aluminio es menor que la de las barras colectoras de cobre, aún pueden manejar corrientes de hasta 4000 A, lo cual es suficiente para muchas aplicaciones.

Tabla comparativa de ampacidad de cobre y aluminio
Tabla de conversión de Ampacity			Cobre C110		Aumento de 30° C	Aumento de 50° C	Aumento de 65° C	Aluminio 6101		Aumento de 30° C	Aumento de 50° C	Aumento de 65° C
Tamaño de la barra plana en pulgadas	Sq. En	Circ mils Miles	Peso por pie en lb.	Resistencia de CC a 20° C, microhms/ft	Amplificador de ampacidad de 60 Hz*			Peso por pie en lb.	Resistencia de CC a 20° C, microhms/ft	Amplificador de ampacidad de 60 Hz**
1/16 x 1/2	0.0312	39.7	0.121	264	103	136	157	0.037	494	58	76	88
1/16 x 3/4	0.0469	59.7	0.181	175	145	193	225	0.055	327	81	108	126
1/16 x 1	0.0625	79.6	0.242	132	187	250	285	0.073	247	105	140	160
1/16 x 1 1/2	0.0938	119	0.362	87.7	270	355	410	0.110	164	151	199	230
1/16 x 2	0.125	159	0.483	65.8	345	460	530	0.146	123	193	258	297
1/8 x 1/2	0.0625	79.6	0.241	132	153	205	235	0.073	247	86	115	132
1/8 x 3/4	0.0938	119	0.362	87.7	215	285	325	0.110	164	120	160	182
1/8 x 1	0.125	159	0.483	65.8	270	360	415	0.146	123	151	202	232
1/8 x 1 1/2	0.188	239	0.726	43.8	385	510	590	0.220	82	216	286	330
1/8 x 2	0.25	318	0.966	32.9	495	660	760	0.293	62	277	370	426
1/8 x 2 1/2	0.312	397	1.210	26.4	600	800	920	0.365	49	336	448	515
1/8 x 3	0.375	477	1.450	21.9	710	940	1100	0.439	41	398	526	616
1/8 x 3 1/2	0.438	558	1.690	18.8	810	1100	1250	0.512	35	454	616	700
1/8 x 4	0.5	636	1.930	16.5	900	1200	1400	0.585	31	504	672	784
3/16 x 1/2	0.09375	119	0.362	87.7	195	260	300	0.110	164	109	146	168
3/16 x 3/4	0.141	179	0.545	58.4	270	360	415	0.165	109	151	202	232
3/16 x 1	0.188	239	0.726	43.8	340	455	520	0.220	82	190	255	291
3/16 x 1 1/2	0.281	358	1.090	29.3	480	630	730	0.329	55	269	353	409
3/16 x 2	0.375	477	1.450	21.9	610	810	940	0.439	41	342	454	526
3/16 x 2 1/2	0.469	597	1.810	17.5	740	980	1150	0.549	33	414	549	644
3/16 x 3	0.562	715	2.170	14.6	870	1150	1350	0.658	27	487	644	756
3/16 x 3 1/2	0.656	835	2.530	12.5	990	1300	1500	0.768	23	554	728	840
3/16 x 4	0.75	955	2.900	11	1100	1450	1700	0.878	21	616	812	952
1/4 x 1/2	0.125	159	0.483	65.8	240	315	360	0.146	123	134	176	202
1/4 x 3/4	0.188	239	0.726	43.8	320	425	490	0.220	82	179	238	274
1/4 x 1	0.25	318	0.966	32.9	400	530	620	0.293	62	224	297	347
1/4 x 1 1/2	0.375	477	1.450	21.9	560	740	880	0.439	41	314	414	482
1/4 x 2	0.5	637	1.930	16.5	710	940	1100	0.585	31	398	526	616
1/4 x 2 1/2	0.625	796	2.410	13.2	850	1150	1300	0.731	25	476	644	728
1/4 x 3	0.75	955	2.900	11	990	1300	1550	0.878	21	554	728	868
1/4 x 3 1/2	0.875	1110	3.380	9.4	1150	1500	1750	1.024	18	644	840	980
1/4 x 4	1	1270	3.860	8.23	1250	1700	1950	1.170	15	700	952	1092
1/4 x 5	1.25	1590	4.830	6.58	1500	2000	2350	1.463	12	840	1120	1316
1/4 x 6	1.5	1910	5.800	5.49	1750	2350	2700	1.755	10	980	1316	1512
3/8 x 3/4	0.281	368	1.090	29.3	415	550	630	0.329	55	232	308	353
3/8 x 1	0.375	477	1.450	21.9	510	680	790	0.439	41	286	381	442
3/8 x 1 1/2	0.562	715	2.170	14.6	710	940	1100	0.658	27	398	526	616
3/8 x 2	0.75	955	2.900	11	880	1150	1350	0.878	21	493	644	756
3/8 x 2 1/2	0.938	1190	3.620	8.77	1050	1400	1600	1.097	16	5.88	784	896
3/8 x 3	1.12	1430	4.350	7.35	1200	1600	1850	1.310	14	672	896	1036
3/8 x 3 1/2	1.31	1670	5.060	6.38	1350	1800	2100	1.533	12	756	1008	1176
3/8 x 4	1.5	1910	5.8	5.49	1500	2000	2350	1.755	10	840	1120	1316
3/8 x 5	1.88	2390	7.26	4.38	1800	2400	2800	2.2	8	1008	1344	1568
3/8 x 6	2.25	2860	8.69	3.66	2100	2800	3250	2.633	7	1176	1568	1820
1/2 x 1	0.5	637	1.93	16.5	620	820	940	0.585	31	347	459	526
1/2 x 1 1/2	0.75	955	2.9	11	830	1100	1250	0.878	21	465	616	700
1/2 x 2	1	1270	3.86	8.23	1000	1350	1550	1.17	15	560	756	868
1/2 x 2 1/2	1.25	1590	4.83	6.58	1200	1600	1850	1.463	12	672	896	1036
1/2 x 3	1.5	1910	5.8	5.49	1400	1850	2150	1.755	10	784	1036	1204
1/2 x 3 1/2	1.75	2230	6.76	4.7	1550	2100	2400	2.048	9	868	1176	1344
1/2 x 4	2	2550	7.73	4.11	1700	2300	2650	2.34	8	952	1288	1484
1/2 x 5	2.5	3180	9.66	3.29	2050	2750	3150	2.925	6	1148	1540	1764
1/2 x 6	3	3820	11.6	2.74	2400	3150	3650	3.51	5	1344	1764	2044
1/2 x 8	4	5090	15.5	2.06	3000	4000	4600	4.68	4	1680	2240	2576

Haga clic para ver todo

Haga clic para contraer

Por lo tanto, al diseñar sistemas de energía, es necesario considerar la capacidad de carga de corriente de las barras colectoras de cobre y aluminio de manera integral. En función de los requisitos específicos de la aplicación, las limitaciones de espacio y las condiciones ambientales, la selección del material y el tamaño adecuados es crucial para garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema.

NO.5 Métodos de conexión: barra colectora de aluminio vs. cobre

Los métodos de conexión comunes para barras colectoras de aluminio y cobre incluyen conexiones atornilladas, conexiones engarzadas, conexiones soldadas, conexiones enchufables y conexiones soldadas. Aunque los métodos de conexión para ambos son similares, debido a la mejor conductividad del cobre, las barras colectoras de cobre pueden usar áreas de contacto más pequeñas. Al seleccionar un método de conexión, se deben considerar factores como los requisitos de ingeniería, las condiciones de construcción, las especificaciones técnicas y los costos. Es esencial asegurarse de que la superficie esté limpia, que el área de contacto sea lo suficientemente grande y que se realicen las pruebas necesarias para garantizar una conexión segura y confiable.

NO.6 Consideración de peso: barra colectora de cobre vs. aluminio

La diferencia de peso entre las barras colectoras de aluminio y cobre se debe principalmente a sus diferentes densidades. El cobre tiene una densidad de aproximadamente 8,96 gramos por centímetro cúbico, mientras que el aluminio tiene una densidad de aproximadamente 2,7 gramos por centímetro cúbico. Por lo tanto, las barras colectoras de cobre de la misma área de sección transversal pesan aproximadamente 3,3 veces más que las barras colectoras de aluminio. Por ejemplo, una barra colectora de cobre de 100 milímetros cuadrados pesa alrededor de 8,9 kilogramos, mientras que una barra colectora de aluminio de la misma área de sección transversal pesa alrededor de 2,7 kilogramos. La elección entre barras colectoras de cobre y aluminio depende de los requisitos específicos: las barras colectoras de cobre se prefieren cuando se necesita una mayor conductividad y conductividad térmica, mientras que las barras colectoras de aluminio se eligen para reducir el peso. Haga clic para calcular el peso de la barra colectora de aluminio.

NO.7 Análisis de costos: barras colectoras de cobre vs. barras colectoras de aluminio

Existe una diferencia de precio significativa entre las barras colectoras de aluminio y cobre, siendo el cobre mucho más caro que el aluminio. Además, los precios del aluminio tienden a ser más estables en comparación con el cobre, con menos influencia de la demanda de los consumidores y otros factores políticos y económicos. Según datos de la Bolsa de Metales de Londres, la relación de precios actual entre el cobre y el aluminio supera los 2,6:1, lo que indica una diferencia de costo sustancial entre ellos.

Como resultado, los almacenistas de metales y los gerentes de proyectos a menudo prefieren las barras colectoras de aluminio cuando se cumplen sus requisitos de rendimiento, ya que permite predicciones de costos más precisas, ahorrando así gastos del proyecto. La naturaleza liviana de las barras colectoras de aluminio también ahorra una cantidad considerable en costos de transporte e instalación, lo que las convierte en una opción más rentable en el diseño de sistemas de energía.

NO.8 Impacto ambiental: barra colectora de cobre vs. aluminio

Existen algunas diferencias entre las barras colectoras de aluminio y cobre en términos de reciclabilidad. Aunque tanto el aluminio como el cobre son metales 100% reciclables, sus procesos de reciclaje tienen diversos grados de impacto ambiental.

El aluminio es uno de los metales industriales más reciclados, con aproximadamente el 75% del aluminio reciclado todavía en uso. Por el contrario, la tasa de reciclaje del cobre es ligeramente inferior, de alrededor del 65%. Además, la energía requerida para reciclar el aluminio es solo el 5% de la necesaria para la producción primaria, mientras que el reciclaje de la misma cantidad de cobre requiere el 15% de la energía necesaria para la minería y la extracción. Esto indica que el proceso de reciclaje de aluminio tiene un menor impacto ambiental, ya que depende menos de procesos de minería y extracción no ecológicos y genera menos residuos energéticos.

En resumen, las barras colectoras de aluminio tienen una ventaja relativa en reciclabilidad, ya que su proceso de reciclaje tiene un menor impacto ambiental y ayuda a conservar recursos y reducir costos.

NO.9 Especificaciones de la aplicación: elegir entre barra colectora de cobre y aluminio

Las barras colectoras de aluminio se utilizan normalmente en aplicaciones donde los requisitos de costo y peso son altos, como sistemas eléctricos interiores en edificios, pequeños equipos industriales y sistemas de distribución de energía de bajo voltaje. En comparación con las barras colectoras de cobre, las barras colectoras de aluminio tienen menor densidad y costo. Por lo tanto, en aplicaciones sensibles al costo y al peso, las barras colectoras de aluminio suelen ser la opción más económica y adecuada.

Por otro lado, las barras colectoras de cobre se usan comúnmente en aplicaciones que requieren alta conductividad eléctrica y confiabilidad, como grandes equipos industriales, subestaciones y sistemas de distribución de energía de alto voltaje. Debido a su menor resistencia, excelente conductividad y estabilidad, las barras colectoras de cobre pueden soportar cargas de corriente más altas y mantener una resistencia estable y un aumento de temperatura durante el uso a largo plazo. Por lo tanto, son ampliamente utilizados en sistemas de potencia con requisitos de alto rendimiento y estabilidad.

En resumen, las barras colectoras de aluminio y cobre juegan un papel importante en diferentes escenarios de aplicación. La elección del material adecuado depende de los requisitos específicos del proyecto, los criterios de rendimiento y las consideraciones de costo.

Resumir

En resumen, existen diferencias significativas entre las barras colectoras de aluminio y cobre en términos de costo, peso, reciclabilidad y respeto al medio ambiente. Las barras colectoras de aluminio tienen costos de fabricación más bajos, son más livianas y tienen menores costos de transporte e instalación, pero su conductividad es ligeramente menor que la de las barras colectoras de cobre. Por otro lado, las barras colectoras de cobre, aunque más caras y pesadas, ofrecen una excelente conductividad y una mayor fiabilidad.

Por lo tanto, al elegir entre barras colectoras de aluminio y cobre, es esencial realizar una evaluación integral basada en los requisitos específicos del proyecto. Si el proyecto exige costos y peso más bajos con requisitos de conductividad moderados, entonces las barras colectoras de aluminio pueden ser la opción más adecuada. Si el proyecto requiere alta conductividad y confiabilidad, con un presupuesto más alto, entonces las barras colectoras de cobre podrían ser más apropiadas.

Teniendo en cuenta los requisitos del proyecto, el presupuesto, los criterios de rendimiento y los factores ambientales, la selección del material de barra colectora más adecuado es crucial para la implementación exitosa del proyecto.

Lista de productos de barras colectoras de aluminio de grado CE de Mastar Metal