Por que não usamos cabos Ethernet e USB 7075 de alumínio?

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Como a profundidade da pele do cobre em 1Ghz é de cerca de 2,3 micrômetros, não parece que o alumínio forneça uma pior relação sinal / ruído.

O alumínio 7075 também é muito mais resistente e mais forte que o cobre puro, por isso deve ser capaz de dobrar mais sem quebrar.

Os principais problemas parecem ser fios de emenda (devido à oxidação) e Power over Ethernet, mas para outros usos, os fios de alumínio parecem uma solução mais barata e mais leve (para o setor aeroespacial).

Então, por que ainda usamos cobre para dados?

cables data

— genealogyxie
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Ironicamente, é porque ainda usamos cobre para todo o resto. Cobre e alumínio não se misturam.

— Ignacio Vazquez-Abrams

Você está falando sobre corrosão galvânica? Eu não acho que a corrosão galvânica é um grande problema para a maioria dos produtos eletrônicos

— genealogyxie

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Sirva-se de cabo CCA Ethernet

— Dmitry Grigoryev

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A Ethernet Gigabit não é de 1 GHz, é de 125 MHz (veja, por exemplo, aqui ). Tenho certeza de que isso altera a profundidade do efeito da pele (fato engraçado: ao contrário do que muitas pessoas pensam, a gigabit ethernet é certificada por 100m sobre a cat5 simples, assim como a ethernet rápida). Também é possível que a resistência CC do cobre contra o alumínio tenha um papel importante, lembro-me que a 100m você precisa de cobre (ou melhor) para atingir essa especificação.

— marcelm

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A transmissão de energia geralmente é feita com cabo de alumínio, com os fios mais centrais sendo de aço de alta resistência à tração. Usar qualquer outra coisa seria uma tolice - você precisa da força física do aço e o alumínio é 10 vezes mais barato que um condutor do que qualquer outra coisa. en.wikipedia.org/wiki/…

— Harper - Reinstate Monica

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O óxido de alumínio é estável, duro (como safira, porque é safira, também conhecida como alumina, Al2O3) e não condutor. O óxido cresce espontaneamente em contato com o ar, portanto, uma conexão elétrica de alumínio geralmente não é confiável. Trabalhos de soldagem e alguns fluxos (à base de flúor) podem permitir a soldagem, mas para conexões de crimpagem, você precisa de pastas antioxidantes e / ou artifícios mecânicos estranhos. As conexões elétricas de alumínio confiáveis são confusas ou volumosas.

O cobre é compatível com uma variedade de esquemas de conexão de deslocamento de isolamento (basicamente, apenas um grampo rígido que cobre o cobre, mas corta o isolamento plástico), que permanece confiável por anos. As peças do clipe podem ser feitas de ligas de cobre, para que não haja problemas de metais diferentes. O óxido de cobre não é duro nem isolante (é um semicondutor); portanto, o fio de cobre faz uma conexão melhor.

— Whit3rd
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A fiação de alumínio foi (por um curto período de tempo e muito tempo atrás) usada em quedas elétricas e circuitos de residências nos EUA - Link . Seu uso foi eliminado no entanto, quando incêndios domésticos começaram a acontecer devido a metais diferentes.

— Rdtsc

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@rdtsc: Essa é uma lista abrangente. Eu tinha um colega de trabalho do leste da Alemanha e ele disse que o fio de alumínio era comumente usado nas casas de lá. A maleabilidade listada no seu link foi o principal problema que eles tiveram. O fio de alumínio "flui" por baixo dos conectores de parafuso e a conexão fica ruim. Ele disse que não era incomum conectar algo e fazer a tomada explodir porque a conexão era tão ruim que o alumínio esquentava o suficiente para vaporizar. Flash, bang, substitua a tomada se a casa não incendiar.

— JRE

Pessoalmente, experimentei uma falha na conexão devido à fiação de alumínio. Não tem graça. Estou feliz por eu estar em casa quando começou a lançar faíscas por toda parte. Respondeu à pergunta: "Por que esse interruptor sempre é tão quente?"

— JS.

Com pressa, eles simplesmente reduziram o tamanho das ligas de alumínio usadas nas linhas de transmissão, o plano Bad. Desde então, eles desenvolveram novas ligas especificamente para a fiação arquitetônica e proibiram as ligas antigas. Agora é amplamente utilizado para grandes coisas (50 amperes ou mais) ... mas tão temido / evitado por circuitos menores que ninguém se incomoda em estocá-lo. Você pode usá-lo, mas não pode obtê-lo.

— Harper - Restabelece Monica

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Para colocar um resumo simples para as respostas existentes:

O alumínio não é comumente usado em fios porque, embora seja um condutor justo, produz um fio mecanicamente ruim.

Rdtsc deu um link muito bom em um comentário. Essa lista é um resumo de todos os problemas que você encontrará ao usar fios de alumínio.

A falta disso é que o alumínio tem más propriedades mecânicas para uso como fio.

Uma pequena lista de suas piores propriedades:

Não é dúctil o suficiente (cansa e quebra com facilidade)
É muito maleável (aperta e "flui" sob pressão, levando a más conexões)
Ele se expande e contrai mais com mudanças de temperatura, o que leva a más conexões.

Ele também tem propriedades químicas ruins - a oxidação mencionada por Whit3rd.

Oh sim. Também não é fácil de soldar.

— JRE
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Olhando para uma tabela de condutividade, as ligas de alumínio 7075 têm condutividade pior que o alumínio puro, quase a metade para algumas delas. Além disso, a Wikipedia diz que as ligas 7075 são bastante caras (em relação a outras ligas de alumínio), mas não sei como elas se comparam ao preço do cobre. Esses problemas juntos provavelmente explicam por que, apesar das ligas 7075 estarem disponíveis há mais de 70 anos, elas não parecem ter sido usadas em nenhuma aplicação elétrica . Como o @Harper menciona corretamente abaixo, as ligas de alumínio da série 8000 são as normalmente usadas em aplicações elétricas .

A maneira atual de fabricar cabos de dados baratos é o alumínio revestido de cobre (CCA) . Você pode se ajudar com o padrão ASTM B566 e ver qual é a composição exata do cabo CCA ideal (o que não significa que os fabricantes do Won Hung Lo continuem aderindo a isso.) São cerca de 10 a 15% de cobre e o restante de alumínio . Para obter um resumo das propriedades do cabo CCA de um fabricante (seguindo o padrão mencionado anteriormente), consulte esta página , por exemplo. Há também uma ISO 13832 cobrindo a CCA, que parece incorporar apenas o mencionado padrão B566 quando se trata da CCA. A UL também faz referência ao B566 em seus serviços de teste.

Observe, no entanto, que nenhum cabo CCA pode ser anunciado atualmente e legitimamente como Cat 5e / 6. Isso ocorre porque esses padrões exigem cobre ; mais detalhes aqui . Embora eu conheça um provedor de serviços de Internet com milhões de usuários usando o CCA [para conexão final com as instalações do cliente] e aparentemente compense para eles ... mesmo a velocidades de 1 Gbps. Mas eles podem se dar ao luxo de testar cabos de acordo com seus próprios padrões internamente. Observe também que os cabos CCA também não estão em conformidade com alguns padrões de código de construção [principalmente nos EUA]; os ISPs aos quais fiz referência estão localizados em algum lugar da Europa Oriental (embora na UE); eles também estão usando principalmente equipamentos da Huawei.

Por outro lado, o padrão ANSI / SCTE 100 (2010) para cabo coaxial de 75 ohm, no entanto, permite o núcleo do cabo B566 CCA (10% de cobre); e é bom para operação de 5MHz-1GHz (com SRL de -20dB).

Não sei (ou me importo) muito sobre os padrões de cabo USB para dizer exatamente o que eles permitem ou exigem ...

— Efervescer
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Primeiro, se você deseja aprovação pela UL ou pelo inspetor, deve usar 8000 ligas e não 7000. Elas são feitas especificamente para a fiação arquitetônica e do chassi. Segundo, você está olhando convencionalmente - comparando o medidor, ou seja, o Volume. Isso só importa em enrolamentos de armadura. Os metais são vendidos por peso. Quando você compara em peso, Al é um condutor duas vezes melhor que Cu. Quando você compara pelo custo, 10 vezes melhor, dependendo do mercado.

— Harper - Restabelece Monica

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O cabo coaxial barato de 75 ohms, usado na TV, normalmente possui uma blindagem trançada de fio de alumínio solta com um invólucro de alumínio fino e fino. Eu acho que o condutor central é de aço banhado a cobre.

Coisas baratas desagradáveis, mas utilizáveis quando apertadas.

— Spehro Pefhany
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Para cabos Ethernet de bitola fina de 24 bit, não há metal suficiente para fazer muita diferença no custo total da fabricação de cabos.

— Harper - Restabelecer Monica
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