L'aluminium conduit-il l'électricité?
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L'aluminium conduit-il l'électricité
L'aluminium conduit-il l'électricité?L'aluminium est un métal léger avec une bonne conductivité électrique et thermique. Dans l'industrie moderne, l'aluminium est largement utilisé, des structures de bâtiment aux appareils électroniques, du transport aux nécessités quotidiennes. Cet article examinera en profondeur les propriétés conductrices de l'aluminium et comment ces propriétés affectent son application dans différents domaines..
L'aluminium conduit-il l'électricité
Propriétés physiques de l'aluminium
L’aluminium est le troisième élément le plus abondant dans la croûte terrestre, après l'oxygène et le silicium. C'est un blanc argenté, métal léger à faible densité (à propos 2.7 g/cm³), ce qui le rend idéal pour fabriquer des produits qui doivent réduire le poids. L'aluminium a un point de fusion d'environ 660°C et un point d'ébullition d'environ 2519°C.. Plus important, l'aluminium a une excellente conductivité électrique. Bien que pas aussi bon que le cuivre, son poids léger en fait une alternative économique au cuivre dans de nombreux cas.
Principes de conductivité
La conductivité fait référence à la capacité d'un matériau à laisser passer le courant électrique.. La conductivité d'un métal dépend principalement du nombre d'électrons libres et de leur capacité à se déplacer dans le matériau.. Les atomes d'aluminium ont trois électrons de valence dans leur couche externe. A l'état solide, ces électrons peuvent se détacher du noyau pour former ce que l'on appelle la « mer d'électrons libres ».. Lorsqu'une tension est appliquée à l'aluminium, ces électrons libres se déplacent dans la direction du champ électrique, générer un courant électrique.
Comparaison de l'aluminium et du cuivre
Bien que l'aluminium n'ait qu'environ 61% de la conductivité du cuivre, l'aluminium a une densité beaucoup plus faible que le cuivre (8.96 g/cm³), donc le même volume d'aluminium est plus léger que le cuivre. Cela signifie que lors de la transmission de la même quantité de puissance, l'utilisation de fil d'aluminium peut réduire considérablement le poids, ce qui est particulièrement important pour les avions et les lignes de transmission longue distance.
Tableau de comparaison de conductivité métallique commune
| Métal | Conductivité électrique σ (S/m) | Résistivité ρ (Ohm) | Conductivité relative SIGC (%) |
| Argent | 6.30 × 10 ^ 7 | 1.59 × 10^-8 | 105 |
| Cuivre | 5.96 × 10 ^ 7 | 1.67 × 10^-8 | 100 |
| Or | 4.11 × 10 ^ 7 | 2.43 × 10^-8 | 70.1 |
| Aluminium | 3.77 × 10 ^ 7 | 2.65 × 10^-8 | 61 |
| Zinc | 1.65 × 10 ^ 7 | 6.05 × 10^-8 | 27.7 |
| Fer | 1.06 × 10 ^ 7 | 9.41 × 10^-8 | 17.7 |
| Plomb | 4.82 × 10 ^ 6 | 2.07 × 10^-7 | 7.8 |
| Nickel | 1.45 × 10 ^ 7 | 6.89 × 10^-8 | 24.3 |
| Titane | 2.38 × 10 ^ 6 | 4.20 × 10^-7 | 3.9 |
| Étain | 9.14 × 10 ^ 6 | 1.09 × 10^-7 | 15.3 |
Zone d'application
- Transmission de puissance: Le fil d'aluminium est souvent utilisé dans les lignes aériennes de transmission car il est beaucoup plus léger que le fil de cuivre.. En outre, la résistance à la corrosion de l’aluminium en fait également un matériau idéal pour la transmission de puissance en extérieur.
- Produits électroniques: Dans l'industrie électronique, l'aluminium n'est pas seulement utilisé pour fabriquer des boîtiers et des dissipateurs thermiques, mais aussi pour réaliser des chemins conducteurs sur des circuits imprimés. Bien qu'il ne soit pas aussi conducteur que le cuivre, sa rentabilité et ses propriétés légères en font un matériau privilégié dans certaines applications.
- Fabrication automobile: Avec la demande croissante d’économies d’énergie et de réduction des émissions, les constructeurs automobiles utilisent de plus en plus d’alliages d’aluminium pour réduire le poids des véhicules et améliorer le rendement énergétique. En même temps, la conductivité de l'aluminium le rend également adapté aux composants électriques tels que les systèmes de gestion de batterie dans les véhicules électriques.
- Industrie de construction: Les profilés en aluminium sont souvent utilisés dans les murs extérieurs des bâtiments, toits et cadres de fenêtres en raison de leur bonne conductivité et de leur résistance aux intempéries, qui contribue à la sécurité électrique et à la gestion énergétique des bâtiments.
Conclusion
En tant que matériau industriel important, l'aluminium joue un rôle irremplaçable dans de nombreux domaines grâce à son excellente conductivité alliée à sa légèreté et à sa résistance à la corrosion. Avec l'avancée de la technologie et le développement de nouveaux matériaux, le champ d'application de l'aluminium devrait encore s'élargir, apporter plus de commodité et d'innovation à la vie humaine.
D'après l'analyse ci-dessus, on voit que l'aluminium n'est pas seulement un élément indispensable de la société moderne, mais aussi ses propriétés physiques uniques lui permettent de continuer à occuper une position importante dans le développement futur de la science et de la technologie..
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