Električni kabeli sastoje se od jednog ili više žica okruženih zaštitnim omotačem. Izbor materijala za žice ovisi o nekoliko faktora, uključujući vodljivost, cijenu, fleksibilnost, čvrstoću i otpornost na koroziju. Najčešće korištene vrste žica za izradu električnih kabela uključuju:
Bakar (Cu)
Visoka vodljivost: Bakar ima izvrsnu električnu vodljivost, koja je druga po rangu nakon srebra među najčešće korištenim metalima.
Dobra fleksibilnost: Bakar je relativno mekan i podužljiv, što ga čini lako radnjim i oblikovanjem u žice.
Otpornost na koroziju: Bakar stvara patinu koja ga štiti od daljnjeg oksidiranja, iako se može korodirati u određenim okruženjima.
Zajednička dostupnost: Bakar je široko dostupan i bio je standardni materijal za električne provode mnogo godina.
Visoka dugovječnost: Bakar je dugovečan i može izdržati ponavljano savijanje bez loma.
Aluminij (Al)
Laganost: Aluminij je puno laganiji od bakra, što ga čini prikladnim za nadzemne električne linije.
Niža cijena: Aluminij je općenito jeftiniji od bakra, što ga može činiti ekonomičnijim za velike projekte.
Dobra vodljivost: Iako nije toliko vodljiv kao bakar, aluminij ipak nudi dobru električnu vodljivost.
Otpornost na koroziju: Aluminij također stvara sloj oksida koji ga štiti od korozije, ali to ponekad može dovesti do povećane otpornosti na spojevima.
Čvrstoća: Iako je aluminij čvrst, on je podložniji krepu (sporom deformaciji pod stalnim opterećenjem) uspoređeno s bakrom.
Ostali materijali
Srebro (Ag): Iako srebro ima najveću električnu vodljivost od svih metala, rijetko se koristi zbog svoje visoke cijene.
Zlato (Au): Zlato se koristi u specifičnim primjenama gdje su kritične otpornost na koroziju i visoka vodljivost.
Tinen bakar: Bakar prekriven tankim slojem cinka kako bi se spriječilo oksidiranje i poboljšala otpornost na koroziju.
Kompozitne žice: Neki kabeli koriste kompozitne žice izrađene od bakra i aluminija kako bi kombinirali prednosti oba materijala, poput veće vodljivosti i manje težine.
Faktori izbora
Izbor materijala za žice u električnim kablama ovisi o specifičnim zahtjevima primjene, uključujući:
Električki performanse: Vodljivost i otpornost na toplinu i struju.
Mehanička čvrstoća: Fleksibilnost, dugovječnost i sposobnost izdržavanja okolišnih uvjeta.
Cijena: Početna kupovna cijena i dugoročni troškovi održavanja.
Sigurnost: Otpornost na koroziju i rizik od požara.
Uticaj na okoliš: Lakoća recikliranja i prijateljski odnos prema okolišu.
Zajedničke primjene
Namještaj u kućanstvu: Obično koristi bakar zbog njegove pouzdanosti i sigurnosti.
Prijenos snage: Često koristi aluminij za nadzemne linije prijenosa snage zbog njegove lagane težine i ekonomičnosti.
Elektronika: Koristi tanke bakrene ili zlatne žice za unutarnje spojeve u uređajima gdje je pouzdanost ključna.
Ukratko, iako je bakar najčešće korišten materijal za električne kable zbog svoje superiornih vodljivosti i fleksibilnosti, aluminij se također često koristi u situacijama gdje je važna težina i cijena. Ostali materijali mogu se koristiti u specifičnim primjenama ovisno o specifičnim potrebama.