As 9 principais diferenças entre barramento de alumínio e cobre

Os barramentos desempenham um papel indispensável na indústria elétrica, com dois materiais condutores principais sendo o alumínio e o cobre. Então, quais são as semelhanças e diferenças entre os barramentos de alumínio e cobre?

Este artigo se aprofundará em sua condutividade, força, resistência, capacidade de carga de corrente, custo, reciclabilidade e muito mais. Ao comparar as características dos barramentos de alumínio e cobre, pretendemos ajudá-lo a entender melhor como escolher o material de barramento apropriado para diferentes requisitos do projeto.

Barramento de cobre

Os barramentos de cobre são conhecidos por sua alta condutividade e excelente usinabilidade. Como um dos materiais condutores mais antigos, o cobre exibe excelente condutividade elétrica e pode resistir à maioria das corrosãos químicas. No campo da eletrônica, o cobre ETP e o cobre OFE são materiais comuns, ambos conhecidos por suas excelentes propriedades elétricas. Apesar da alta volatilidade do preço do cobre, ele encontra amplo uso em várias aplicações.

Barramento de alumínio

Os barramentos de alumínio, como alternativa ao cobre, estão se tornando cada vez mais populares em aplicações elétricas. O alumínio é muito mais leve que o cobre, com uma densidade de aproximadamente um terço da do cobre, exigindo um volume maior para o mesmo peso.

Embora a condutividade do alumínio seja ligeiramente menor que a do cobre, seu custo mais baixo ajuda a economizar despesas e obter designs leves em vários campos. Os barramentos de alumínio geralmente têm custos de produção e instalação mais baixos em comparação com o cobre e, em muitos casos, o alumínio também exibe boas propriedades de usinagem mecânica.

Contraste de condutividade NO.1: barramento de alumínio vs. cobre

A condutividade é um dos indicadores mais importantes para condutores de barramento. Normalmente, os barramentos de cobre têm uma condutividade de até 99,8% IACS, enquanto a condutividade dos barramentos de alumínio varia ligeiramente dependendo da liga. Por exemplo, barramentos de alumínio puro como 1350 normalmente têm uma condutividade de cerca de 62% IACS, enquanto 6101 barramentos de alumínio geralmente exibem uma condutividade de aproximadamente 55% IACS.

Comparação de força NO.2: barramentos de alumínio vs. barramento de cobre

A força também é um indicador crítico para barramentos. O cobre tem uma resistência à tração de cerca de 32.000 psi, enquanto a resistência à tração da liga de alumínio de grau elétrico 6101 é de aproximadamente 28.000 psi.

Variação de resistência NO.3: barramentos de cobre vs. barramento de alumínio

A resistência do barramento é um dos indicadores críticos de desempenho para condutores de barramento. Em termos de volume, o cobre supera o alumínio. O cobre oferece menor resistência, redução da perda de energia, diminuição da queda de tensão e maior capacidade de transporte de corrente, aumentando a eficiência elétrica dos sistemas de barramento.

NO.4 Capacidade de transporte de corrente: barramento de alumínio vs. cobre

A capacidade de transporte de corrente refere-se à corrente máxima que um barramento pode suportar, determinada por fatores como resistência do material do condutor, aumento de temperatura e resistência mecânica.

Em geral, o cobre tem uma condutividade mais alta, resultando em uma maior capacidade de transporte de corrente para barramentos de cobre em comparação com barramentos de alumínio da mesma área de seção transversal. Isso significa que, sob a mesma carga de corrente, os barramentos de cobre experimentam aumentos de temperatura relativamente mais baixos, aumentando assim a estabilidade e a confiabilidade do sistema.

Embora a capacidade de carga de corrente dos barramentos de alumínio seja menor do que a dos barramentos de cobre, eles ainda podem lidar com correntes de até 4000A, o que é suficiente para muitas aplicações.

Tabela de comparação de ampacidade de cobre e alumínio
Gráfico de conversão de Ampacity			Cobre C110		Elevação de 30° C	Elevação de 50° C	Elevação de 65° C	Alumínio 6101		Elevação de 30° C	Elevação de 50° C	Elevação de 65° C
Tamanho da barra plana em polegadas	Sq. Em	Circ Mils Milhares	Peso por pé em lb.	Resistência DC a 20 ° C, microhms / ft	60 Hz Ampacidade Amp*			Peso por pé em lb.	Resistência DC a 20 ° C, microhms / ft	60 Hz Ampacidade Amp **
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

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Portanto, ao projetar sistemas de energia, é necessário considerar a capacidade de carga de corrente dos barramentos de cobre e alumínio de forma abrangente. Com base nos requisitos específicos da aplicação, limitações de espaço e condições ambientais, a seleção do material e tamanho apropriados é crucial para garantir a operação segura e estável do sistema.

NO.5 Métodos de conexão: barramento de alumínio vs. cobre

Os métodos de conexão comuns para barramentos de alumínio e cobre incluem conexões aparafusadas, conexões de crimpagem, conexões soldadas, conexões plug-in e conexões soldadas. Embora os métodos de conexão para ambos sejam semelhantes, devido à melhor condutividade do cobre, os barramentos de cobre podem usar áreas de contato menores. Ao selecionar um método de conexão, fatores como requisitos de engenharia, condições de construção, especificações técnicas e custos devem ser considerados. É essencial garantir que a superfície esteja limpa, a área de contato seja suficientemente grande e os testes necessários sejam realizados para garantir uma conexão segura e confiável.

NO.6 Consideração de peso: barramento de cobre vs. alumínio

A diferença de peso entre os barramentos de alumínio e cobre decorre principalmente de suas diferentes densidades. O cobre tem uma densidade de aproximadamente 8,96 gramas por centímetro cúbico, enquanto o alumínio tem uma densidade de cerca de 2,7 gramas por centímetro cúbico. Portanto, os barramentos de cobre da mesma área de seção transversal pesam aproximadamente 3,3 vezes mais do que os barramentos de alumínio. Por exemplo, um barramento de cobre de 100 milímetros quadrados pesa cerca de 8,9 kg, enquanto um barramento de alumínio da mesma área de seção transversal pesa cerca de 2,7 kg. A escolha entre barramentos de cobre e alumínio depende dos requisitos específicos: os barramentos de cobre são preferidos quando são necessários maiores condutividade e condutividade térmica, enquanto os barramentos de alumínio são escolhidos para reduzir o peso. Clique para calcular o peso do barramento de alumínio.

NO.7 Análise de custos: barramentos de cobre vs. barramento de alumínio

Há uma diferença significativa de preço entre os barramentos de alumínio e cobre, sendo o cobre muito mais caro que o alumínio. Além disso, os preços do alumínio tendem a ser mais estáveis em comparação com o cobre, com menos influência da demanda do consumidor e outros fatores políticos e econômicos. De acordo com dados da Bolsa de metais de Londres, a relação de preço atual entre cobre e alumínio excede 2,6:1, indicando uma diferença substancial de custo entre eles.

Como resultado, os armazenistas de metal e gerentes de projeto geralmente preferem barramentos de alumínio quando seus requisitos de desempenho são atendidos, pois permite previsões de custos mais precisas, economizando despesas de projeto. A natureza leve dos barramentos de alumínio também economiza uma quantia considerável em custos de transporte e instalação, tornando-os uma escolha mais econômica no projeto de sistemas de energia.

NO.8 Impacto ambiental: barramento de cobre vs. alumínio

Existem algumas diferenças entre os barramentos de alumínio e cobre em termos de reciclabilidade. Embora o alumínio e o cobre sejam metais 100% recicláveis, seus processos de reciclagem têm vários graus de impacto ambiental.

O alumínio é um dos metais industriais mais reciclados, com aproximadamente 75% do alumínio reciclado ainda em uso. Em contraste, a taxa de reciclagem de cobre é ligeiramente menor, em cerca de 65%. Além disso, a energia necessária para reciclar o alumínio é de apenas 5% da necessária para a produção primária, enquanto a reciclagem da mesma quantidade de cobre requer 15% da energia necessária para mineração e extração. Isso indica que o processo de reciclagem do alumínio tem um impacto ambiental menor, pois depende menos de processos não ecológicos de mineração e extração e gera menos desperdício de energia.

Em resumo, os barramentos de alumínio têm uma vantagem relativa na reciclabilidade, pois seu processo de reciclagem tem um impacto ambiental menor e ajuda a conservar recursos e reduzir custos.

NO.9 Especificações da aplicação: escolhendo entre barramento de cobre e alumínio

Os barramentos de alumínio são normalmente usados em aplicações onde os requisitos de custo e peso são altos, como sistemas elétricos internos em edifícios, pequenos equipamentos industriais e sistemas de distribuição de energia de baixa tensão. Em comparação com os barramentos de cobre, os barramentos de alumínio têm menor densidade e custo. Portanto, em aplicações sensíveis ao custo e ao peso, os barramentos de alumínio costumam ser a escolha mais econômica e adequada.

Por outro lado, os barramentos de cobre são comumente usados em aplicações que exigem alta condutividade elétrica e confiabilidade, como grandes equipamentos industriais, subestações e sistemas de distribuição de energia de alta tensão. Devido à sua menor resistência, excelente condutividade e estabilidade, os barramentos de cobre podem suportar cargas de corrente mais altas e manter a resistência estável e o aumento de temperatura durante o uso a longo prazo. Portanto, eles são amplamente utilizados em sistemas de energia com requisitos de alto desempenho e estabilidade.

Em resumo, os barramentos de alumínio e cobre desempenham papéis importantes em diferentes cenários de aplicação. A escolha do material apropriado depende dos requisitos específicos do projeto, critérios de desempenho e considerações de custo.

Resumir

Em resumo, existem diferenças significativas entre os barramentos de alumínio e cobre em termos de custo, peso, reciclabilidade e respeito ao meio ambiente. Os barramentos de alumínio têm custos de fabricação mais baixos, são mais leves e têm custos de transporte e instalação mais baixos, mas sua condutividade é ligeiramente menor do que a dos barramentos de cobre. Por outro lado, os barramentos de cobre, embora mais caros e pesados, oferecem excelente condutividade e maior confiabilidade.

Portanto, ao escolher entre barramentos de alumínio e cobre, é essencial realizar uma avaliação abrangente com base nos requisitos específicos do projeto. Se o projeto exigir custos e peso mais baixos com requisitos moderados de condutividade, os barramentos de alumínio podem ser a escolha mais adequada. Se o projeto exigir alta condutividade e confiabilidade, com um orçamento maior, os barramentos de cobre podem ser mais apropriados.

Levando em consideração os requisitos do projeto, orçamento, critérios de desempenho e fatores ambientais, selecionar o material de barramento mais adequado é crucial para a implementação bem-sucedida do projeto.

Lista de produtos de barramento de alumínio de grau EC Mastar Metal