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?
- AEtwa das 0,30-Fache
- BEtwa das 1,6-Fache
- 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.
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