Seuls deux métaux sont largement utilisés comme conducteurs d'électricité. De plus, tant dans les bâtiments résidentiels que dans les installations industrielles et industrielles. Dans le même temps, le câblage en aluminium était populaire principalement à l'époque soviétique. Dans la construction moderne, ce métal est interdit pour la pose des communications électriques, il est remplacé par du cuivre.
Il y a un demi-siècle, la charge du réseau électrique n'était pas si importante qu'aujourd'hui. Les attributs invariables à cette époque étaient un réfrigérateur, une télévision, plusieurs lampes à incandescence. Les familles avec de bons revenus ont acheté des aspirateurs, des fers à repasser, des lampadaires. Tout cela a parfaitement résisté au câblage avec une section de 1,5 mm2.
Cependant, le progrès avance inexorablement, il ne peut plus être arrêté. Aujourd'hui, presque chaque foyer dispose d'un ordinateur qui, selon les caractéristiques, ne consomme pas si peu d'électricité. Vous pouvez également ajouter ici des fours à micro-ondes, des machines à laver automatiques et d'autres appareils électroménagers et de télévision modernes.
À cet égard, une question raisonnable se pose quant à l'opportunité d'une exploitation plus poussée de l'aluminiumcâblage dans un appartement ou une maison privée. Essayons de comprendre, mais d'abord - une brève partie théorique.
Un peu de théorie
Nous savons tous, grâce aux leçons de physique, que le courant électrique est un mouvement ordonné de particules chargées, qui sont des électrons, qui sont affectés par les forces d'un champ électrique. ces particules, se déplaçant le long du conducteur, rencontrent inévitablement une résistance appelée résistance, mesurée en ohms (Ohm).
Et puisque les conducteurs sont cylindriques, le calcul de la résistance s'effectue selon cette formule: r=ρl / s, où:
- r - résistance électrique du conducteur (Ohm);
- ρ – résistivité électrique du matériau conducteur (Ohmmm2/m);
- l – longueur du conducteur (m);
- s est la section transversale du conducteur (mm2).
C'est pour cette raison que l'aluminium et le cuivre sont utilisés - en raison de la faible résistivité. Pour l'aluminium, r est de 0,0294 ohmmm2/m, pour le cuivre, il est légèrement inférieur à r – 0,0175 ohmmm2/m.
Lors du mouvement des charges électriques sur le câblage en aluminium, celui-ci s'échauffe. Et plus la résistance est élevée, plus la chaleur est grande. Et ça ne sert à rien. De plus, la température dépend d'un autre indicateur - la densité de courant, déterminée par la formule: δ \u003d I / s, où:
- δ – densité de courant, (a/mm2);
- I – valeur actuelle, (à);
- S – section du conducteur, (mm2)
Quel métal est le meilleurconvient uniquement au câblage électrique des appartements et des maisons privées ? Considérez les propriétés de l'aluminium et du cuivre, et analysez également, peut-être, tous les avantages et les inconvénients de chaque câblage.
Propriétés de l'aluminium
L'avantage incontestable de l'aluminium est son faible poids. Pour cette raison, la pose d'un tel câblage est simple. La légèreté du métal est due à sa faible densité, qui est trois fois inférieure à celle du fer et du cuivre. Mais en même temps, l'élément 13 ne leur est pas inférieur en termes de force.
En plus de la conductivité électrique, le matériau a également une conductivité thermique élevée. Cependant, le câblage en aluminium ne peut pas être trop chauffé, car le point de fusion du métal est de 660°C. Le 13e élément du système périodique de Mendeleev occupe la troisième position en termes de distribution dans la croûte terrestre, laissant la place à l'oxygène et au silicium parmi tous les atomes. Mais comparé à d'autres métaux, l'aluminium vient en premier.
Propriétés du cuivre
Le cuivre est un métal rouge rosé lamellaire, comme l'aluminium, qui a une conductivité thermique et électrique élevée. Il fond à 1083°C et bout à 2567°C. La densité du cuivre est de 8,92 g/cm3. Lors de l'interaction avec l'air, un film dense vert-gris se forme, qui protège le métal d'une oxydation supplémentaire.
Dans la nature, le métal peut se présenter sous sa forme pure - les pépites dans ce cas atteignent plusieurs tonnes de poids. Le cuivre peut également être trouvé dans d'autres composés. Ce sont souvent des sulfures qui se forment dans les roches sédimentaires ou les substrats. Parmi ceux-ciles composés de cuivre sont faciles à obtenir en raison de leur faible point de fusion.
En comparant les câblages en cuivre et en aluminium, il est impossible d'ignorer une autre propriété de ce métal. Le cuivre a une coloration unique semblable à l'or et à l'osmium. Mais pour le câblage électrique, il est beaucoup plus important qu'il n'y ait pas d'étincelle lors de l'impact. Cette propriété permet au métal d'être utilisé dans des conditions de risque d'incendie accru.
Avantages du câblage en aluminium
L'avantage le plus important est, bien sûr, le coût, qui est disponible pour de nombreux consommateurs. C'est pour cette raison qu'à l'époque soviétique, toutes les installations résidentielles étaient équipées d'un câblage en aluminium. Parallèlement à cela, il existe d'autres avantages:
- Poids léger, qui permet une installation aisée des lignes électriques, notamment lorsqu'il est nécessaire de poser plusieurs dizaines voire centaines de kilomètres de fils.
- L'aluminium résiste aux processus oxydatifs grâce à la formation d'un film protecteur.
En même temps, il y a aussi des inconvénients, qui seront discutés ci-dessous.
Inconvénients du câblage en aluminium
La fragilité du métal peut être considérée comme un inconvénient caractéristique. Pour cette raison, il n'est pas rare que les fils se cassent en cas de surchauffe.
Habituellement, le câblage en aluminium a une durée de vie maximale de 30 ans, après quoi le câblage doit être mis à jour. Parmi les autres inconvénients, il convient de noter:
- Haute résistivité et propension à la chaleur. À cet égard, il est interdit d'utiliser des fils avec une section transversale pour le câblage électriquemoins de 16 mm2 (exigences PUE, 7e édition).
- Étant donné que les fils chauffent et refroidissent souvent, les connexions de contact se desserrent avec le temps.
- Le film de formage qui protège les fils de l'oxydation a une faible conductivité électrique.
Comme vous pouvez le voir, le câblage en aluminium a encore plus de faiblesses que d'avantages. Voyons comment les choses se passent avec l'utilisation du cuivre.
Les avantages du câblage en cuivre
Le câblage en aluminium ne peut supporter qu'une petite charge, un courant plus élevé n'est pas souhaitable pour lui. Que ne peut-on pas dire de l'analogue du cuivre. Ses fils sont résistants à la flexion, grâce à quoi ils ne se cassent pas pendant un fonctionnement à long terme. De plus, il convient de noter l'amélioration de la conductivité électrique et les réactions d'oxydation n'affectent en rien les performances de tous les câblages.
1mm fil de cuivre2 capable de supporter une charge de 2 kW. Et c'est deux fois plus élevé que celui de la contrepartie en aluminium. Quant à la durée de vie, elle est sensiblement plus longue. Si pour le câblage en aluminium, ce n'est pas plus de 30 ans, alors pour un homologue en cuivre, c'est jusqu'à un demi-siècle.
La flexibilité des fils de cuivre facilite grandement l'installation. De plus, un tel câblage est plus facile à connecter aux équipements électriques (prises, interrupteurs, etc.). Et en raison de la résistance plus faible, les pertes de courant sont réduites de 1,3 fois.
Inconvénients du câblage en cuivre
Le principal et peut-être le seul inconvénient du câblage en cuivre est son coût élevé. Àla nécessité d'utiliser des fils de haute technologie qui ont de nombreux brins enfermés dans une tresse spéciale, le prix final peut être le double de la contrepartie en aluminium.
Le cuivre peut-il être combiné avec l'aluminium ?
Parfois, il devient nécessaire de remplacer non pas tout le câblage en aluminium, mais seulement une partie de celui-ci. Dans ce cas, lorsqu'un conducteur en cuivre est sélectionné, le contact avec un conducteur en aluminium ne peut être évité. Avec une telle connexion, il existe un certain risque, à la suite duquel une situation d'urgence peut survenir.
Le fait est que pendant le fonctionnement, un film d'oxyde se forme sur les fils, grâce auquel la connexion entre les conducteurs est assurée. Mais chaque métal a ses propres propriétés électrochimiques. Au fil du temps, la résistance augmente, respectivement, les fils chauffent davantage, ce qui peut finalement provoquer un incendie.
Les problèmes peuvent être évités, et pour cela, il suffit de respecter certaines règles de connexion des câbles en aluminium et en cuivre:
- composé "noix";
- connexion boulonnée;
- terminaux;
- pads.
Cela évitera une surchauffe à la jonction des différents conducteurs. Ce n'est qu'en aucun cas qu'une méthode de connexion telle que la torsion est autorisée, car cela entraîne une surchauffe et, par conséquent, un incendie.
Joint d'écrou
En remplaçant l'ancien câblage en aluminium par un nouveau, vous pouvez utiliser l'option qui a déjà résisté à l'épreuve du temps. Il a obtenu son nom spécifique en raison de l'utilisation de clips spéciaux.
La connexion des fils est assurée par des plaques spéciales, pouvant aller jusqu'à 3 pièces. Les fils sont fixés avec des boulons de serrage. Il est à noter qu'avec cette méthode, le contact direct des conducteurs est exclu, car ils sont connectés par des plaques.
Connexion boulonnée
Non moins fiable est la connexion de câblage avec un boulon. Un peu comme une noix, mais il y a une différence. Les fils d'aluminium et de cuivre sont connectés sur un boulon, seule une rondelle est placée entre eux pour éviter tout contact direct entre eux. Ensuite, tout est solidement fixé avec un écrou. En conclusion, la connexion doit être bien isolée.
Terminaux
L'utilisation de bornes à ressort de type WAGO convient aux cas où tous les fils doivent être remplacés. Leur principal avantage est la facilité d'installation et la commodité des fils de fixation, grâce au mécanisme à ressort. Juste avant de connecter le câblage en aluminium au cuivre, vous devez d'abord dénuder les deux conducteurs sur une longueur de 13 à 15 mm à partir des bords. Après cela, il reste à placer le fil dans le trou de montage et à le fixer avec un petit levier.
Il convient seulement de noter que ces bornes peuvent être utilisées pour le câblage de l'éclairage. Une charge importante provoque une surchauffe des ressorts et, par conséquent, la qualité du contact se détériore. En conséquence, la conductivité électrique diminue.
Pads
L'utilisation de blocs est l'un des meilleurs moyens de joindre des fils d'aluminium à des fils de cuivre. Le connecteur ressemble à une barre en diélectrique avec des barres métalliques etborniers pour serrage à l'intérieur. Tout ce que vous avez à faire est de bien dénuder les fils, de les insérer dans les trous et de les enfoncer avec une pince.
Cette option est appropriée lors de l'utilisation de consommateurs à haute puissance. Les plaques sont suffisamment épaisses pour supporter de lourdes charges. Grâce à cette connexion, il n'y a pratiquement pas d'égal.
Conseils utiles
Quelques conseils simples vous aideront à choisir le meilleur câblage: cuivre ou aluminium ? Un câble à trois fils doit aller aux prises (un fil de terre est nécessaire). Dans ce cas, la distance entre la prise et le sol doit être d'au moins 300 mm. Mais pour le câblage d'éclairage, vous n'avez pas besoin d'utiliser un fil de terre, c'est-à-dire que deux fils suffisent.
Il est fortement déconseillé, surtout dans le cas d'un câblage en aluminium, de ne charger qu'un seul circuit - il doit être divisé en plusieurs lignes. Par exemple, seule la salle de bain est connectée à un distributeur automatique, seule la cuisine est connectée à un autre, le troisième est uniquement responsable de l'éclairage, etc.
Dans le cadre de l'auto-conception du câblage de votre maison ou de votre appartement, vous devez, si possible, choisir des fils de cuivre. Premièrement, avec une section plus petite, ils résistent à des courants importants et ne cassent pas avec des flexions fréquentes. Deuxièmement, nous parlons de compacité. Prenons par exemple un consommateur d'une puissance de 7 ou 8 kW. Pour le câblage en aluminium, la section du conducteur ne doit pas être inférieure à 8 mm2. Le câble sera composé de trois conducteurs et d'une tresse - en conséquence, l'épaisseur du fil augmente à 4-5 cm. Le fil de cuivre a une section plus petite -4 mm2, et l'épaisseur totale du fil ne dépasse pas 2 cm.
