Warum verwenden wir keine 7075-Aluminium-Ethernet- und USB-Kabel?

Da die Hauttiefe von Kupfer bei 1 GHz etwa 2,3 Mikrometer beträgt, scheint es nicht so, als würde Aluminium ein schlechteres Signal-Rausch-Verhältnis liefern.

7075 Aluminium ist auch viel belastbarer und stärker als reines Kupfer, daher sollte es sich mehr biegen können, ohne zu brechen.

Die Hauptprobleme scheinen das Spleißen von Drähten (aufgrund von Oxidation) und Power over Ethernet zu sein, aber für andere Anwendungen scheinen Aluminiumdrähte eine billigere und leichtere (für die Luft- und Raumfahrt) Lösung zu sein.

Warum verwenden wir also immer noch Kupfer für Daten?

Ironischerweise verwenden wir immer noch Kupfer für alles andere. Kupfer und Aluminium vertragen sich nicht.
Reden Sie von galvanischer Korrosion? Ich glaube nicht, dass galvanische Korrosion ein großes Problem für die meisten Elektronikgeräte ist
Bedienen Sie sich des CCA-Ethernet-Kabels
Ich denke, es liegt hauptsächlich an Skaleneffekten, eine große Industrie zur Herstellung von Kupferdrähten wurde über viele Jahre entwickelt und es würde massive Investitionen erfordern, um sie zu ändern (und ja, ich weiß, dass es da draußen Aluminiumdrähte gibt, aber Sie sehen es nicht sie zum Verkauf in Ihrem örtlichen Baumarkt)
Gigabit-Ethernet hat nicht 1 GHz, sondern 125 MHz (siehe zB hier ). Ich bin mir ziemlich sicher, dass sich dadurch die Tiefe des Skin-Effekts ändert (unterhaltsame Tatsache: Im Gegensatz zu dem, was viele Leute denken, ist Gigabit-Ethernet für 100 m über einfaches Cat5 zertifiziert, genau wie schnelles Ethernet). Es ist auch möglich, dass der Gleichstromwiderstand von Kupfer gegenüber Aluminium eine Rolle spielt. Ich erinnere mich, dass Sie bei 100 m ziemlich viel Kupfer (oder besser) benötigen, um diese Spezifikation zu erreichen.
@Tom Nein, Aluminium (und Eisen!) ist billiger genug, dass es sich lohnt, Netzwerkkabel daraus herzustellen. Wenn Sie Ihre Kabel zu billig kaufen, erhalten Sie wahrscheinlich CCA (Copper Clad Aluminium) oder CCS (Steel). Sie werden Schwierigkeiten haben, Gigabit über mehrere Meter CCS laufen zu lassen; CCA scheint etwas besser abzuschneiden, aber ich erinnere mich noch, dass sich Leute darüber beschwert haben, dass Gigabit nicht zuverlässig funktioniert (vielleicht bei größeren Kabellängen).
@marcelm für Stromanwendungen, insbesondere Wechselstromübertragung (Cross-Country-Maßstab), Kupfer-auf-Aluminium, Kupfer-auf-Stahl oder (insbesondere) Aluminium-auf-Stahl sind bessere Optionen. Für Datenanwendungen ist Kupfer sicherlich in Ordnung.
Kupferbeschichtete Aluminiumdrähte sind schon lange auf dem Markt.....
Die Kraftübertragung erfolgt im Allgemeinen mit Aluminiumkabeln, wobei die mittleren Litzen aus hochfestem Stahl bestehen. Etwas anderes zu verwenden wäre töricht - Sie benötigen die physikalische Festigkeit von Stahl, und Aluminium ist ein zehnmal billigerer Leiter als alles andere. de.wikipedia.org/wiki/…

Antworten (5)

Aluminiumoxid ist stabil, hart (wie Saphir, weil es Saphir ist, auch bekannt als Aluminiumoxid, Al2O3) und nicht leitend. Oxid wächst spontan bei Kontakt mit Luft, daher ist eine elektrische Verbindung aus Aluminium oft unzuverlässig. Schweißarbeiten und einige Flussmittel (auf Fluoridbasis) können gelötet werden, aber für Crimpverbindungen benötigen Sie Antioxidanspasten und / oder seltsame mechanische Vorrichtungen. Zuverlässige elektrische Verbindungen aus Aluminium sind unordentlich oder sperrig.

Kupfer ist mit einer Vielzahl von Schneid-Klemm-Verbindungsschemata kompatibel (im Grunde nur eine harte Klammer, die das Kupfer verbeult, aber die Kunststoffisolierung durchtrennt), die jahrelang zuverlässig bleiben. Die Clipteile können aus Kupferlegierungen hergestellt werden, sodass es keine Probleme mit unterschiedlichen Metallen gibt. Kupferoxid ist weder hart noch isolierend (es ist ein Halbleiter), daher stellt Kupferdraht einfach eine bessere Verbindung her.

Aluminiumverkabelung wurde (vor kurzer Zeit und vor langer Zeit) in Stromabzweigungen und Abzweigstromkreisen von Haushalten in den USA verwendet - Link . Seine Verwendung wurde jedoch eingestellt, als Hausbrände aufgrund unterschiedlicher Metalle begannen.
@rdtsc: Das ist eine umfassende Liste. Ich hatte einen Kollegen aus Ostdeutschland, und er sagte, dass in den Häusern dort häufig Aluminiumdraht verwendet wird. Die in Ihrem Link aufgeführte Maleability war das Hauptproblem, das sie hatten. Der Aluminiumdraht "fließt" unter den Schraubverbindern hervor und die Verbindung wird schlecht. Er sagte, es sei nicht ungewöhnlich, etwas einzustecken und die Steckdose explodieren zu lassen, weil die Verbindung so schlecht sei, dass das Aluminium heiß genug werde, um zu verdampfen. Flash, peng, ersetze die Steckdose, wenn das Haus nicht abgebrannt ist.
Ich persönlich habe einen Verbindungsfehler aufgrund von Aluminiumkabeln erlebt. Kein Spaß. Ich war nur froh, dass ich zu Hause war, als es anfing, überall Funken zu werfen. Hat die Frage beantwortet: "Warum ist dieser Schalter immer so warm?"
In Eile verkleinerten sie einfach Aluminiumlegierungen, die für Übertragungsleitungen verwendet wurden, Schlechter Plan. Seitdem haben sie neue Legierungen speziell für architektonische Verkabelungen entwickelt und die alten Legierungen verboten. Jetzt wird es häufig für große Dinge verwendet (50 Ampere und mehr) ... aber für kleinere Schaltkreise so gefürchtet / gemieden, dass sich niemand die Mühe macht, es zu lagern. Sie können es verwenden, aber Sie können es nicht beziehen.

Um die vorhandenen Antworten einfach zusammenzufassen:

Aluminium wird normalerweise nicht in Drähten verwendet, da es zwar ein guter Leiter ist, aber einen mechanisch schlechten Draht ergibt.

Rdtsc gab in einem Kommentar einen sehr guten Link . Diese Liste enthält alle Probleme, auf die Sie bei der Verwendung von Aluminiumdraht stoßen werden.

Kurz gesagt, Aluminium hat schlechte mechanische Eigenschaften zur Verwendung als Draht.

Eine kurze Liste seiner schlechtesten Eigenschaften:

  1. Es ist nicht dehnbar genug (ermüdet und bricht leicht)
  2. Es ist zu formbar (quetscht sich heraus und "fließt" unter Druck, was zu schlechten Verbindungen führt)
  3. Es dehnt sich bei Temperaturänderungen stärker aus und zieht sich zusammen, was zu schlechten Verbindungen führt.

Es hat auch schlechte chemische Eigenschaften - die Oxidation, die Whit3rd erwähnt.

Oh ja. Es ist auch nicht einfach zu löten.

Betrachtet man eine Leitfähigkeitstabelle, so haben 7075 Aluminiumlegierungen eine schlechtere Leitfähigkeit als reines Aluminium, bei einigen von ihnen fast die Hälfte. Außerdem sagt Wikipedia, dass die 7075-Legierungen ziemlich teuer sind (im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen), aber ich weiß nicht, wie sie preislich mit Kupfer verglichen werden. Diese Probleme zusammen erklären wahrscheinlich, warum die 7075-Legierungen, obwohl sie seit über 70 Jahren erhältlich sind, anscheinend nicht in elektrischen Anwendungen verwendet wurden . Wie @Harper unten richtig erwähnt, werden die Aluminiumlegierungen der Serie 8000 normalerweise in elektrischen Anwendungen verwendet .

Die derzeitige Methode zur Herstellung billiger Datenkabel ist kupferbeschichtetes Aluminium (CCA) . Sie können sich an der Norm ASTM B566 bedienen und sehen, wie die genaue Zusammensetzung des idealen CCA-Kabels ist (was nicht bedeutet, dass sich Ihre Won Hung Lo-Hersteller überhaupt daran halten werden). Es besteht aus etwa 10-15% Kupfer und dem Rest aus Aluminium . Eine Zusammenfassung der Eigenschaften von CCA-Kabeln eines Herstellers (der die oben genannte Norm einhält) finden Sie beispielsweise auf dieser Seite . Es gibt auch eine ISO 13832 , die CCA abdeckt, die anscheinend nur den oben erwähnten B566-Standard enthält, wenn es um CCA geht. UL verweist in seinen Testdiensten auch auf B566.

Beachten Sie jedoch, dass derzeit kein CCA-Kabel rechtmäßig als Cat 5e/6 beworben werden kann. Das liegt daran, dass diese Standards Kupfer vorschreiben ; mehr Details hier . Obwohl ich einen ISP mit Millionen von Benutzern kenne, die CCA [für die Endkundenverbindung] verwenden, und es sich anscheinend für sie auszahlt ... sogar bei Geschwindigkeiten von 1 Gbit / s. Aber sie können es sich leisten, Kabel nach ihren eigenen Standards im eigenen Haus zu testen. Beachten Sie auch, dass CCA-Kabel auch nicht einigen [hauptsächlich in den USA] Bauvorschriften entsprechen; die ISPs, auf die ich mich bezog, befinden sich irgendwo in Osteuropa (wenn auch in der EU); Sie verwenden auch hauptsächlich Huawei-Geräte.

Im Gegensatz dazu erlaubt der Standard ANSI/SCTE 100 (2010) für 75-Ohm-Koaxialkabel jedoch B566 CCA-Kabelkern (die 10-%-Kupferqualität); und es ist gut für den Betrieb mit 5 MHz bis 1 GHz (mit -20 dB SRL).

Ich weiß (oder kümmere mich) nicht viel über USB-Kabelstandards, um Ihnen genau zu sagen, was sie zulassen oder erfordern ...

Erstens, wenn Sie eine UL- oder Inspector-Zulassung wünschen, müssen Sie 8000-Legierungen verwenden, nicht 7000. Diese sind speziell für Architektur- und Fahrgestellverkabelung hergestellt. Zweitens betrachten Sie es konventionell - vergleichen Sie die Stärke, dh das Volumen. Das spielt nur bei Ankerwicklungen eine Rolle. Metalle werden nach Gewicht verkauft. Wenn Sie nach Gewicht vergleichen, ist Al ein doppelt so guter Leiter wie Cu. Wenn Sie nach Kosten vergleichen, 10-mal besser, je nach Markt.

Billiges 75-Ohm-Koaxialkabel, wie es für das Fernsehen verwendet wird, hat normalerweise eine lose Aluminiumdrahtgeflechtabschirmung mit einer dünnen dünnen Aluminiumwicklung. Ich denke, der Mittelleiter ist verkupferter Stahl.

Fieses Billigzeug, aber gecrimpt brauchbar.

Für sehr feine 24-Gauge-Ethernetkabel ist einfach nicht genug Metall vorhanden, um einen großen Unterschied in den Gesamtkosten der Kabelherstellung auszumachen.

Warum verwenden wir keine 7075-Aluminium-Ethernet- und USB-Kabel?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v