انواع هادی های الکتریکی در هر سیم و کابلی که به‌کار می‌رود، وظیفه انتقال جریان الکتریسیته را بر عهده دارد. در نقطه مقابل هادی های الکتریکی (رساناها)، عایق های الکتریکی (نارساناها) قرار دارند، بیشتر از 2 فلز مس و آلومینیوم و حتی آلیاژهای ساخته‌شده از این 2 به‌عنوان انواع هادی استفاده می‌شود.
بسته به اینکه از چه فلزی برای ساخت سیم و کابل‌های مختلف استفاده شود، ویژگی‌های منحصربهفردی خواهد داشت. به همین دلیل، کاربرد هریک ممکن است با دیگری متفاوت باشد.
در این مقاله علاوه‌بر معرفی انواع هادی، به بررسی عیوب و مزایای هریک پرداخته‌ایم. همچنین، کاربرد هادی‌های مختلف را به‌طور کامل توضیح خواهیم داد.
تعریف هادی
همان‌طور که از نام آن مشخص است، هادی به بخشی از سیم گفته می‌شود که رسانای جریان الکتریکی باشد. در سیم‌های مختلف ممکن است انواع هادی های الکتریکی به‌کار گرفته شود.
روش تشخیص نوع هادی
برای اینکه بتوانید تشخیص دهید انواع هادی های الکتریکی به‌کاررفته در کابل کدام است، یک راه بسیار ساده وجود دارد. معمولا کارخانه‌هایی که سیم و کابل تولید می‌کنند، از یکسری استانداردهایی برای تولید این محصولات پیروی می‌کنند.
به همین دلیل، در اکثر محصولات موجود در بازار، می‌توان یک علامت روی آن‌ها مشاهده کرد. معمولا کابل‌هایی که از هادی مسی استفاده کرده‌اند، چیزی روی آن‌ها حک نمی‌کنند. اما در انواع آلومینیومی، روی ابتدای سیم، حرف “A” حک شده است.
ویژگی‌های فلزات قابل استفاده برای تولید هادی الکتریکی
فلزاتی که به‌عنوان هادی در سیم‌های برق به‌کار می‌رود، باید یکسری ویژگی‌هایی داشته باشد. در ادامه برخی از این ویژگی‌ها را بیان کرده‌ایم:
- انواع هادی های الکتریکی معمولا دارای الکترون آزاد فراوانی است. این الکترون‌ها به انتقال بار الکتریکی بین 2 جسم کمک می‌کند.
- الکتریسیته در این‌گونه فلزات، بدون صرف انرژی زیادی می‌تواند منتقل شود.
- چگالی بار و همچنین میدان الکتریکی درون انواع هادی صفر است.
دسته بندی و انواع هادی ها
براساس پارامترهای مختلف، انواع هادی های الکتریکی را دسته‌بندی می‌کنند. به‌عنوان مثال، بسته به تعداد سیمی که در هسته کابل به‌کار می‌رود، ممکن است این محصولات را طبقهبندی کنند.
اما به‌طور کلی، براساس فلزی که به‌عنوان هادی استفاده می‌شود، آن‌ها را دسته‌بندی می‌کنند. در ادامه 2 دسته اصلی هادی را معرفی کرده‌ایم.
هادی های آلومینیومی
آلومینیومی نیز از دیگر انواع هادی های الکتریکی به‌شمار می‌آید که به‌دلیل داشتن مزایای زیاد، امروز تقاضای برای خرید آن وجود دارد. این فلز نیز ویژگی‌های منحصربهفردی داشته و می‌تواند گزینه مناسبی برای طراحی سیم‌های برق باشد.
هادی های مسی
هادی‌های مسی معمولا از مقاومت کمی در برابر عبور جریان الکتریکی برخوردار است. به همین دلیل، معمولا رسانای الکتریکی فوق‌العاده‌ای شناخته می‌شود.
انواع هادی افشان
هادی تکی
درصورتیکه هر فاز انتقال تنها یک هادی داشته باشد، با آن هادی تکی می‌گویند.
هادی چند تایی
چنانچه هر فاز انتقال چند هادی داشته باشد به آن هادی چندتایی می‌گویند این هادی‌ها با استفاده از فاصله ساز از هم تفکیک شده اند.
هادی AAC
در ساخت این نوع از هادی، از آلومینیوم‌های خالص استفاده می‌شود که مزایای آن‌ها می‌توان به‌طول عمر بالا و وزن کم این محصول اشاره داشت.
هادی AAAC
این هادی‌ها از ترکیب آلومینیوم به همراه سیلیسیم و منیزیم تشکیل شده‌اند و میزان مقاومت بالایی در برابر مواد خورنده دارند.
هادی آلومینوم تقویت شده با فولاد
این محصولات با استفاده از هسته‌های فولادی و با هدف افزایش مقاومت مکانیکی هادی به تولید رسیده اند. در قسمت مرکز این هادی از فولاد گالوانیزه استفاده شده که اطراف آن را آلومینیوم‌های تابیده شده تشکیل داده اند.
هادی با تلفات کم
این نوع از هادی‌ها از لحاظ شیوه ساختاری شباهت بسیاری به هادی‌های آلومینیوم تقویت شده با فولاد دارند اما ظرفیت بیشتری از بارهای الکتریکی را منتقل می‌کنند. میزان تلفات این هادی‌ها بسیار کم است و به نام هادی SLAC نیز شناخته می‌شوند.
هادی فولادی با روکش آلومینیومی
این نوع از هادی‌ها نسبت به سایر محصولات مشابه مقاومت بالاتری دارند؛ چرا که یک لایه آلومینیومی دور آن‌ها تنیده شده تا هادی در برابر عوامل خورنده به خوبی حفظ شود. هادی با روکش آلومینیومی بیشترین استفاده را در خطوط هوایی دارد و به‌عنوان سیم محافظ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
قطر هادی
همان‌طورکه می‌دانید انواع هادی در ابعاد و اندازه‌های متفاوت و قطرهای متنوعی به تولید می‌رسند. هر چقدر که طول قطر هادی بیشتر باشد هدایت در آن با سرعت بیشتری اتفاق می‌افتد. اما درصورتیکه دو قطعه هادی با میزان ضخامت یکسان داشته باشیم که به لحاظ طولی با هم متفاوت باشند، قطعا نمونه کوتاه‌تر با سرعت بیشتری کار انتقال جریان الکتریکی را انجام می‌دهد.
کاربردهای کلی انواع هادی ها و کابل ها
به‌طور کلی هادی‌ها برای ساختمان‌ها و تاسیسات مختلفی به‌کار گرفته می‌شوند. برخی از این کاربردها عبارت‌اند از:
- سیم‌کشی ساختمان
- سیم‌کشی انواع تاسیسات
- طراحی مدارهای الکتریکی
- سیستم‌های انتقال برق وسایل نقلیه
- سیستم‌های برق لوازم خانگی
کاربرد هادی‌ها
هریک از انواع هادی های الکتریکی می‌توانند کاربردهای مختلفی داشته باشند. به‌عنوان مثال، از هادی مسی بیشتر برای انتقال نیرو، تولید برق و همچنین طراحی انواع مدارهای الکتریکی استفاده کرد.
با توجه به وزن سبک هادی‌های آلومینیومی، می‌توان از آن‌ها برای سیم‌کشی و اتصالات داخل هواپیما استفاده کرد. همچنین، در خطوط انتقال برق نیز بیشتر از این نوع هادی استفاده می‌شود.
عیوب جنس‌های مختلف هادی‌ها
جنس‌های مختلفی به‌عنوان هادی به‌کار گرفته می‌شوند. طلا و نقره نسبت به 2 فلز دیگر گران‌تر بوده و به همین دلیل، نمی‌تواند گزینه مناسبی باشد.
معایب هادی آلومینیومی کدام است؟
هادی آلومینیومی در کنار تمام مزایایی که برای آن ذکر شد، مشکلات و معایبی دارد که سبب شده در برخی از پروژهها، از آن استفاده نشود.
- خم‌کردن بیش‌ازحد سیم‌های آلومینیومی، سبب شکستن آن‌ها خواهد شد.
- هدایت حرارتی این سیم‌های بسیار بالا بوده و خیلی سریع گرم می‌شود.
- احتمال اکسیدشدن این سیم‌ها در تماس با هوا.
هادی مسی چه معایبی دارد؟
در کنار مزایای زیادی که این فلز به‌همراه دارد، یکسری معایبی هم خواهد داشت. عمده‌ترین عیب این نوع هادی، قیمت بالای آن است. به همین دلیل، ممکن است هر کسی بودجه خرید آن را نداشته باشد.
مزیت‌ها جنس‌های مختلف هادی‌ها
هادی‌های آلومینیومی در برخی ویژگی‌ها نسبت به نوع مسی از مزایایی برخوردار است. در زیر برخی از آن‌ها را شرح داده‌ایم:
- این سیم‌ها درعین‌حال که وزن بسیار سبکی دارد، از استحکام بسیار بالایی هم برخوردار است. به‌طور کلی، وزن سیم‌های آلومینیومی موجود در بازار حدود نصف انواع مسی است.
- قیمت تمام‌شده سیم‌های آلومینیومی نسبت به انواع مسی خیلی کمتر است.
سیم‌هایی که از هسته مسی به‌عنوان هادی استفاده می‌کنند نیز دارای مزایای زیادی هستند که در ادامه هریک را بررسی کرده‌ایم:
- هادی‌های مسی نسبت به انواع آلومینیومی، حدود 2 برابر بیشتر جریان الکتریکی را عبور می‌دهد.
- این سیم‌ها نسبت به اکسیداسیون مقاوم بوده و دچار مشکل نخواهد شد.
- این سیم‌ها نسبت به سایر انواع هادی های الکتریکی، از استحکام خیلی خوبی برخوردار است.
- هادی مسی نسبت به حرارت نیز از مقاوم خوبی برخوردار است.
جمع‌بندی
هریک از انواع هادی های الکتریکی ویژگی‌های منحصربهفردی داشته و به همین دلیل، کاربردهای متفاوتی هم دارند. درصورتی که وزن سیم‌ها در اجرای یک پروژه اهمیت داشته باشد، معمولا به‌سراغ انواع آلومینیومی می‌روند.
برای اینکه بتوانید تشخیص دهید کدام نوع هادی را برای پروژه خود به‌کار بگیرید، حتما باید به این موضوع توجه کنید که مزایا و معایب هریک را در نظر داشته باشید. به‌عنوان مثال، با توجه به رسانای بسیار قدرتمند انواع هادی‌های مسی، گزینه بسیار بهتری برای اجرا مدارات الکتریکی خواهد بود.
