تؤثر مادة الموصل المستخدمة في الأسلاك والكابلات تأثيرًا مباشرًا على السلامة الكهربائية والكفاءة.
تتجلى الاختلافات بين النواة النحاسية والنواة الألومنيومية بشكل أساسي في الجوانب الخمسة التالية: تتمتع النحاس بموصلية أعلى بـ 1.68 مرة من الألومنيوم، وفي ظل نفس مساحة المقطع العرضي، تتمتع الكابلات ذات النواة النحاسية بقدرة أعلى على حمل التيار مقارنةً بالكابلات ذات النواة الألومنيومية. وهذا يعني أن الدوائر ذات النواة النحاسية تولد حرارة أقل، وتتعرض لفقدان أقل في الطاقة، وتتميز بكفاءة أكبر في استهلاك الطاقة عند الاستخدام على المدى الطويل.
1. الموصلية الكهربائية واستهلاك الطاقة: · تبلغ موصلية النواة النحاسية 1.54 ضعف موصلية النواة الألومنيومية، كما أن قدرة النواة النحاسية على حمل التيار أعلى بمقدار 30% عند تساوي مساحة المقطع العرضي.
· معامل درجة الحرارة لقلب الألومنيوم أعلى، كما أن فقدان الطاقة في قلب الألومنيوم يزيد بمقدار 35% عن نظيره في قلب النحاس في ظروف تشغيل تبلغ 60 درجة مئوية.
2. القوة الميكانيكية/مقاومة الضغط ومقاومة الإجهاد: تتميز الكابلات ذات النواة النحاسية بمقاومتها للانحناء والتمدد، كما أنها أقل عرضة للانكسار حتى بعد الانحناء المتكرر؛ في حين أن الكابلات ذات النواة الألومنيومية تتمتع بقوة ميكانيكية منخفضة وتكون عرضة للتشوه تحت الضغط على المدى الطويل، مما يشكل خطرًا لحدوث انقطاع في الخط.· تبلغ قوة الشد للقلب النحاسي ثلاثة أضعاف قوة الشد للقلب الألومنيومي. · ومع ذلك، فإن القلب الألومنيومي عرضة للزحف تحت الحمل الديناميكي، مما يشكل خطرًا لارتخاء الوصلات.
3. مقاومة التآكل: سطح قلب الألومنيوم عرضة للتأكسد، مما يؤدي إلى تكوين طبقة عازلة من أكسيد الألومنيوم، وهو ما قد يؤدي إلى زيادة مقاومة الوصلة، وارتفاع درجة الحرارة، بل وحتى الاشتعال. أما قلب النحاس فيتمتع بمقاومة قوية للتأكسد، كما أنه أكثر استقرارًا في البيئات الرطبة والحمضية والقلوية؛ · في الهواء الرطب، يصل سمك طبقة الأكسيد على قلب الألومنيوم إلى 5 نانومتر بعد 72 ساعة، وتزداد مقاومة التلامس بمقدار 30 ضعفًا؛ أما طبقة أكسيد النحاس، فيبلغ سمكها 0.3 نانومتر فقط، مما لا يؤثر بشكل كبير على الموصلية.
4. المخاطر المتعلقة بالسلامة: يتميز الألومنيوم بدرجة انصهار منخفضة (660 درجة مئوية)، مما يجعله عرضة للانصهار والتسبب في حرائق أثناء حدوث دوائر قصيرة؛ أما النحاس، فيتميز بدرجة انصهار عالية تبلغ 1083 درجة مئوية ويحافظ على استقراره الهيكلي حتى في درجات الحرارة المرتفعة. معدل الحوادث في النوى النحاسية لا يتجاوز 1/10 من معدل الحوادث في النوى الألومنيومية.
5. التكلفة والصيانة: يُعد النواة المصنوعة من الألومنيوم خيارًا اقتصاديًا على المدى القصير، في حين توفر النواة المصنوعة من النحاس راحة البال على المدى الطويل. وتُعد النواة المصنوعة من الألومنيوم مناسبة للمشاريع المؤقتة أو الحالات التي تتسم بميزانيات محدودة. أما النواة المصنوعة من النحاس، فتتمتع بعمر افتراضي يصل إلى 30 عامًا، وتكاليف صيانة منخفضة، ونسبة أعلى من حيث الأداء مقابل التكلفة بشكل عام.