Nichteisenmetalle und -legierungen

Warum wird Aluminium für Freileitungen verwendet? Verglichen werden die Massen von Leitern gleicher Länge und gleichen elektrischen Widerstands. Mit einer Leitfähigkeit von 61 % IACS für Aluminium und 100 % IACS für Kupfer sowie Dichten von 2,70 g/cm³ für Aluminium und 8,96 g/cm³ für Kupfer: Das Wievielfache der Masse des Kupferleiters beträgt etwa die Masse des Aluminiumleiters?

  1. AEtwa das 0,30-Fache
  2. BEtwa das 1,6-Fache
  3. CEtwa das 0,49-Fache
Lösung und Erläuterung anzeigen

Lösung: C. Etwa das 0,49-Fache

Damit der Widerstand R = ρL/A gleich bleibt, braucht Aluminium mit dem 0,61-Fachen der Leitfähigkeit den 1/0,61 ≈ 1,64-fachen Querschnitt. Die Masse ist proportional zu Querschnitt und Dichte, das Verhältnis beträgt also 1,64 × 2,70/8,96 ≈ 0,49, etwa die Hälfte des Kupfers. Etwa das 0,30-Fache vergleicht nur die Dichten und vergisst den Unterschied in der Leitfähigkeit, und etwa das 1,6-Fache verwechselt das Verhältnis der Querschnitte mit dem der Massen. Der Draht wird dicker, aber leichter, sodass die Last auf den Masten sinkt und diese weiter auseinanderstehen können. Für Freileitungen verwendet man Aluminium-Stahl-Seile, bei denen Aluminiumdrähte zur Erhöhung der Festigkeit um eine Stahlseele verseilt sind. Wo die Dicke begrenzt ist, etwa bei der Verdrahtung in Geräten, ist dagegen Kupfer mit seiner höheren Leitfähigkeit je Volumen im Vorteil.

Fehler melden

Dieses Thema üben Zurück zum Thema

Weitere Fragen zum Thema „Nichteisenmetalle und -legierungen“

  1. Bei Blechen aus Legierungen wie 2024 für Flugzeugaußenhäute wird plattiertes Blech (Alclad) verwendet, auf dessen beide Seiten dünne Schichten aus Reinaluminium oder einer Al-Zn-Legierung aufgewalzt sind. Was ist die Hauptaufgabe dieser Schichten?
  2. Wird eine Al-Cu-Legierung lösungsgeglüht, abgeschreckt und ausgelagert, ändern sich die Ausscheidungen etwa in der Folge GP-Zonen → θ'' → θ' → θ (Al₂Cu). Welche Aussage über GP-Zonen ist richtig?
  3. Für Grobbleche und Schmiedeteile aus der Legierung 7075 wird statt T6, das die höchste Festigkeit ergibt, mitunter der überalterte Zustand T73 gewählt. Was ist der Hauptgrund?
  4. Angenommen, Lithium senkt in Aluminium die Dichte um etwa 3 % und erhöht den Elastizitätsmodul um etwa 6 % je Massen-% Li. Das Wievielfache der spezifischen Steifigkeit (Elastizitätsmodul/Dichte) von Reinaluminium beträgt etwa die einer Al-Li-Legierung mit 2,0 Massen-% Li? Die Änderungen seien proportional zur zugesetzten Menge.
  5. Zähgepoltes Kupfer (Kupfer mit etwa 0,02 bis 0,05 % Sauerstoff, überwiegend als Cu₂O verteilt) kann verspröden, wenn es in reduzierender, wasserstoffhaltiger Atmosphäre erwärmt, gasgeschweißt oder hartgelötet wird. Welche Angabe zu Ursache und Abhilfe ist richtig?