Почему мы не используем алюминиевые кабели Ethernet и USB 7075?

Поскольку толщина скин-слоя меди на частоте 1 ГГц составляет около 2,3 микрометра, не похоже, что алюминий обеспечит худшее отношение сигнал/шум.

Алюминий 7075 также намного более упругий и прочный, чем чистая медь, поэтому он должен больше сгибаться, не ломаясь.

Основные проблемы, по-видимому, связаны со сращиванием проводов (из-за окисления) и питанием через Ethernet, но для других целей алюминиевые провода кажутся более дешевым и легким (для аэрокосмической отрасли) решением.

Так почему же мы до сих пор используем медь для передачи данных?

По иронии судьбы, это потому, что мы все еще используем медь для всего остального. Медь и алюминий несовместимы.
Вы про гальваническую коррозию? Я не думаю, что гальваническая коррозия является серьезной проблемой для большинства электронных устройств.
Угощайтесь кабелем CCA Ethernet
Я думаю, в основном это связано с экономией на масштабе, крупная промышленность по производству медных проводов развивалась в течение многих лет, и для ее изменения потребуются огромные инвестиции (и да, я знаю, что там есть алюминиевые провода, но вы не видите их для продажи в вашем местном хозяйственном магазине)
Гигабитный Ethernet не 1 ГГц, а 125 МГц (см., например , здесь ). Я почти уверен, что это изменяет глубину скин-эффекта (забавный факт: вопреки тому, что многие думают, гигабитный Ethernet сертифицирован на 100 м по сравнению с обычным cat5, как и быстрый Ethernet). Также возможно, что сопротивление постоянному току меди по сравнению с алюминием играет роль, я помню, что на 100 м вам в значительной степени нужна медь (или лучше), чтобы достичь этой спецификации.
@ Том Нет, алюминий (и железо!) Достаточно дешевле, чтобы из него можно было делать сетевые кабели. Если вы покупаете кабели слишком дешево, вы, скорее всего, получите CCA (медный алюминий) или CCS (сталь). Вам будет трудно запустить гигабит на нескольких метрах CCS; CCA, кажется, работает немного лучше, но я все еще помню, как люди жаловались на то, что гигабит не может надежно работать через него (возможно, при большей длине кабеля).
@marcelm для силовых приложений, особенно для передачи электроэнергии переменного тока (в масштабах страны), медь-алюминий, медь-сталь или (особенно) алюминий-сталь - лучшие варианты. Для приложений передачи данных медь, безусловно, подходит.
Алюминиевые провода с медным покрытием давно присутствуют на рынке.....
Передача энергии обычно осуществляется с помощью алюминиевого кабеля, центральные жилы которого изготовлены из стали с высокой прочностью на растяжение. Использовать что-то другое было бы глупо — нужна физическая прочность стали, а алюминий в 10 раз дешевле проводника, чем что-либо еще. en.wikipedia.org/wiki/…

Ответы (5)

Оксид алюминия стабилен, тверд (как сапфир, потому что это сапфир, также известный как оксид алюминия, Al2O3) и непроводящий. Оксид самопроизвольно растет при контакте с воздухом, поэтому электрическое соединение алюминия часто ненадежно. Сварочные работы и некоторые флюсы (на основе фтора) могут позволить пайку, но для обжимных соединений вам потребуются антиоксидантные пасты и/или странные механические приспособления. Надежные алюминиевые электрические соединения грязные или громоздкие.

Медь совместима с различными схемами соединения изоляции и смещения (в основном это просто жесткий зажим, который вдавливает медь, но прорезает пластиковую изоляцию), которые остаются надежными в течение многих лет. Детали зажима могут быть изготовлены из медных сплавов, поэтому проблем с разнородными металлами не возникает. Оксид меди не является ни твердым, ни изолирующим (это полупроводник), поэтому медный провод обеспечивает лучшее соединение.

Алюминиевая проводка (недолгое время назад) использовалась в электрических сетях и ответвлениях домов в США — Ссылка . Однако от его использования отказались, когда из-за разнородных металлов начались домашние пожары.
@rdtsc: Это полный список. У меня был коллега из Восточной Германии, и он сказал, что в домах там обычно используется алюминиевая проволока. Мужественность, указанная в вашей ссылке, была главной проблемой, с которой они столкнулись. Алюминиевый провод «вытекает» из-под винтовых разъемов, и соединение портится. Он сказал, что нередко случается так, что что-то воткнешь в розетку, и взорвется розетка, потому что соединение было настолько плохим, что алюминий нагревался настолько, что испарялся. Вспыхнуть, бац, заменить розетку, если дом не сгорел.
Я лично испытал сбой соединения из-за алюминиевой проводки. Не весело. Просто рад, что я был дома, когда он начал разбрасывать повсюду искры. Ответил на вопрос: "Почему этот выключатель всегда такой теплый?"
В спешке они просто уменьшили размеры алюминиевых сплавов, используемых для линий электропередач, Плохой план. С тех пор они разработали новые сплавы специально для архитектурной проводки и запретили старые сплавы. Теперь он широко используется для больших устройств (50 ампер и выше) ... но его так боятся / избегают для небольших схем, что никто не беспокоится о его наличии. Вы можете использовать его, но вы не можете получить его.

Чтобы поместить простое резюме к существующим ответам:

Алюминий обычно не используется в проводах, потому что, хотя он и является хорошим проводником, из него получаются механически плохие провода.

Rdtsc дал очень хорошую ссылку в комментарии. В этом списке перечислены все проблемы, с которыми вы столкнетесь при использовании алюминиевой проволоки.

Суть в том, что алюминий имеет плохие механические свойства для использования в качестве проволоки.

Краткий список его худших свойств:

  1. Недостаточно пластичен (легко утомляется и ломается)
  2. Он слишком податлив (выдавливается и «течет» под давлением, что приводит к плохим соединениям)
  3. Он расширяется и сжимается больше при изменении температуры, что приводит к плохому соединению.

Он также имеет плохие химические свойства — окисление, о котором упоминает Whit3rd.

Ах, да. Паять тоже не просто.

Глядя на таблицу проводимости, алюминиевые сплавы 7075 имеют худшую проводимость, чем чистый алюминий, почти вдвое для некоторых из них. Кроме того, Википедия говорит, что сплавы 7075 довольно дороги (по сравнению с другими алюминиевыми сплавами), но я не знаю, как они соотносятся с медью по цене. Эти проблемы вместе, вероятно, объясняют, почему, несмотря на то, что сплавы 7075 доступны уже более 70 лет , они, похоже, не использовались ни в каких электрических приложениях . Как правильно отмечает @Harper ниже, алюминиевые сплавы серии 8000 обычно используются в электротехнике .

Текущий способ изготовления дешевых кабелей для передачи данных — алюминий, плакированный медью (CCA) . Вы можете помочь себе в стандарте ASTM B566 и посмотреть, каков точный состав идеального кабеля CCA (что не означает, что ваши производители Won Hung Lo даже будут придерживаться этого). Это примерно 10-15% меди, а остальное алюминий. . Краткую информацию о свойствах кабеля CCA от его производителя (придерживающегося вышеупомянутого стандарта) см. , например, на этой странице . Существует также ISO 13832 , охватывающий CCA, который, кажется, просто включает вышеупомянутый стандарт B566, когда речь идет о CCA. UL также ссылается на этот B566 в своих службах тестирования.

Однако обратите внимание, что ни один кабель CCA в настоящее время не может быть законно рекламирован как Cat 5e/6. Это потому, что эти стандарты предписывают медь ; более подробная информация здесь . Хотя я знаю интернет-провайдеров с миллионами пользователей, использующих CCA [для конечного соединения между клиентом и помещением], и это, по-видимому, окупается для них ... даже на скорости 1 Гбит / с. Но они могут позволить себе тестировать кабели в соответствии со своими собственными стандартами. Также обратите внимание, что кабели CCA также не соответствуют некоторым стандартам строительных норм и правил [в основном США]; интернет-провайдеры, о которых я говорил, расположены где-то в Восточной Европе (хотя и в ЕС); они также используют в основном оборудование Huawei.

Напротив, стандарт ANSI / SCTE 100 (2010 г.) для коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом допускает использование сердечника кабеля B566 CCA (марка с содержанием меди 10%); и это хорошо для работы в диапазоне 5 МГц-1 ГГц (с -20 дБ SRL).

Я не очень разбираюсь (или не забочусь) о стандартах USB-кабелей, чтобы точно сказать вам, что они разрешают или требуют...

Во-первых, если вы хотите получить одобрение UL или инспектора, вы должны использовать сплавы 8000, а не 7000. Они сделаны специально для архитектурной проводки и проводки шасси. Во-вторых, вы смотрите на это условно - сравниваете калибр, т.е. объем. Это имеет значение только в обмотках якоря. Металлы продаются на вес. Если сравнивать по весу, Al в два раза лучше проводника, чем Cu. Если сравнивать по стоимости, то в 10 раз лучше, в зависимости от рынка.

Дешевый коаксиальный кабель на 75 Ом, используемый для телевидения, обычно имеет свободный экран из алюминиевой проволоки с тонкой алюминиевой оплеткой. Я думаю, что центральный проводник из стали с медным покрытием.

Отвратительная дешевка, но годная к употреблению в сжатом виде.

Для очень тонкого кабеля Ethernet 24-го калибра просто недостаточно металла, чтобы существенно повлиять на общую стоимость изготовления кабеля.

Почему мы не используем алюминиевые кабели Ethernet и USB 7075?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v