En İyi İletken Hangisi: Bakır mı, Alüminyum mu?

“En iyi iletken hangisidir?” sorusunun cevabı, birçok etkene bağlıdır. İletkenler, elektrik akımını veya elektron akışını ileten malzemelerden oluşur. Manyetik olmayan metaller genelde ideal iletkenler olarak kabul edilir. Tel ve kablo endüstrisinde çeşitli metal iletkenler kullanılır ancak en sık kullanılan iki metal iletken bakır ve alüminyumdur. İletkenler; iletkenlik, gerilme mukavemeti, ağırlık ve çevresel etmenlere karşı dayanıklılık gibi farklı özelliklere sahiptir. İhtiyacınız olan en iyi iletken materyali seçmeniz için en çok kullanılan iki materyali tanımanızda fayda var.

En iyi iletken: Bakır

Bakır, dünya üzerinde bilinen en eski malzemelerden biridir. Sünekliği ve elektrik iletkenliği, Ben Franklin ve Michael Faraday gibi elektrik alanında deneyler ve çalışmalar yapan bilim insanları tarafından keşfedilmiştir. Telgraf, telefon ve elektrik motoru gibi buluşlarda kullanılan iletken de bakırdır.

Genel olarak bilinen en iyi iletken bakırdır. Bunun sebebi ise gümüş haricinde, en yaygın kullanılan iletken metal olmasıdır. Bakır, Uluslararası standart haline gelmiştir. Amerika Birleşik Devletleri Ticaret Bakanlığı tarafından 1913 yılında kabul edilen IACS  (Uluslararası Tavlı Bakır Standardı) standardı ile birlikte bakırların iletkenliği diğer metallerle karşılaştırılmaya başlanmıştır. Bu standarda göre ticari olarak kullanılan saf tavlanmış bakırın elektrik iletkenliği %100 IACS’dir. Günümüzde üretilen ticari amaçlı saf tavlanmış bakırların iletkenlik değeri bu rakamdan yüksek olabilir. Bunun sebebi ise işleme teknolojilerinin gelişmesidir.

Bakırların üstün iletkenliğine ek olarak; yüksek gerilme mukavemeti, termal genleşme özellikleri de bulunmaktadır. Elektriksel amaçlarla kullanılan tavlı bakır teller, ASTM B3 (Uluslararası Amerikan Test ve Materyalleri Topluluğu) tarafından belirlenen Yumuşak veya Tavlı Bakır Tel Şartnamesi gereksinimlerini karşılar.

En iyi iletken: Alüminyum

Bakırın elektriği iletmek için tercih edilen malzeme olarak uzun bir geçmişi bulunmaktadır ancak alüminyumun sahip olduğu bazı avantajlar, çeşitli alanlarda alüminyumu daha çekici kılmaktadır.

Alüminyumun iletkenliği bakırın iletkenliğiyle karşılaştırıldığında %39’luk bir kayıp söz konusudur. Ancak buna karşılık olarak alüminyumun avantajı, bakırdan %70 daha hafif olmasıdır. Yani aynı elektrik direncine sahip bir alüminyum tel, bakır telden iki kat daha hafiftir. Alüminyum, bakır iletkenlere kıyasla genellikle daha ucuzdur.

Alüminyum iletkenler, AA-1350 serileri ve AA-8000 serileri olarak bilinen farklı alaşımlardan oluşur. AA-1350, minimum %99.5 oranında alüminyum içeriğine sahiptir. 1960’lı ve 1970’li yıllarda, alüminyumun bakırdan daha ucuz olması sebebiyle AA-1350 seri alüminyumlar ev kablolamaları için yaygın bir şekilde kullanılıyordu. Bağlantıların düşük kaliteli işçiliklerle yapılması ve alüminyum ile bakır arasındaki fiziksel farklılıklar nedeniyle yüksek dirençli bağlantılar oluştu ve yangın tehlikesi haline geldi.

Bunun üzerine, bakıra benzer sürünme ve uzama özelliklerine sahip alüminyum alaşımları geliştirildi. Bu AA-8000 serisi alaşımlar, ABD’de 2014 yılında belirlenen Ulusal Elektrik Yasası’nın 310. maddesine göre kullanılmasına izin verilen tek som veya örgülü iletkendir. AA-8000 serisi alaşımlar, ASTM B800 gereksinimlerini karşılar.

Hangisi Daha İletken: Bakır mı Alüminyum mu?

 Eğer daha önce bakırın kullanıldığı bir uygulamada alüminyum kullanıyorsa, genellikle bakırdan iki AWG daha büyük bir alüminyum iletken kullanmak yeterlidir. Aynı alanda kullanılacak olan alüminyum ve bakır için karşılaştırma şu şekildedir:

	AA-8000 Seri Alüminyum	Bakır
75°C’de 60 A için AWG değeri	6	8
305m (1,000 ft) başına ağırlık	17.7 kg (39 lb.)	29.5 kg (65 lb.)
Nominal çap	0.66 cm (0.26 inç)	0.58 cm (0.23 inç)
Maksimum çekme gerilimi	71.2 kg (157 lb.)	59.8 kg (132 lb)

Bakır ve Alüminyum Hangi Uygulamalarda Kullanılır?

Bakır, tel yapımında alüminyumdan çok daha yaygın olarak kullanılır. Bakırın yüksek iletkenliğinden faydalanan birçok ürün bulunmaktadır. Neredeyse bütün elektronik kablolar bakır kullanılarak üretilir. Bakır iletkenler; güç dağıtımı, enerji üretimi ve otomotiv uygulamalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır.

Daha hafif ve daha az maliyetli olduğu için elektrik şirketleri, havai iletim hatlarında alüminyum kullanır. Düşük ağırlığın önemli olduğu uçak ve otomobil uygulamalarında da alüminyum tercih edilmektedir. Büyük koaksiyel kabloların üretiminde bakır kaplı alüminyum teller tercih edilir. Buradaki amaç alüminyum ile ağırlık tasarrufu sağlarken bakırın iletkenliğinden yararlanmaktır.

Konnektörler

Konnektörler alüminyum ile kullanım için derecelendirilmelidir. Alüminyum ile kullanım için derecelendirilen konnektörler, genelde bakır ile de kullanılabilir. Bu da derecelendirilmektedir. Örneğin AL7CU, 75°C’da hem bakır iletkenler ile hem de alüminyum iletkenler ile kullanılabilir. Bağlantıların lehimlenmesi gereken uygulamalarda alüminyumun lehimlenmesi zor olduğundan bakır veya kalaylı bakır tercih edilir.

En iyi iletken hangisi?

“En iyi iletken hangisidir?” sorusunun cevabı, kullanım amacı ve yerine göre değişmektedir. Sıklıkla kullanılan bakırın ağır ve pahalı olması gibi dezavantajları bulunurken daha iletken olması ön plana çıkmaktadır. Alüminyum ise daha uygun fiyatlı ve hafif olmasına rağmen bakıra göre daha az iletkendir. Bu bilgiler doğrultusunda, ihtiyacınız olan kullanım amacına uygun en iyi iletkeni kendiniz belirleyebilirsiniz.