V našem každodenním životě skrývají dráty a kabely, s nimiž se setkáváme, boj o výběr materiálu. Ne všechny kovy mohou splnit úkol umožnit hladký tok proudu. Kdo je tedy nejvhodnější? Odpověď nevyhnutelně zahrnuje stříbro, měď a hliník.
Stříbro má nejsilnější vodivost. Teoreticky může použití stříbra na kabely způsobit, že elektrony budou závodit jako závodní auta. Problém je však v tom, že stříbro je příliš drahé. Většina lidí si to nemůže dovolit. Stříbro jsou ochotna používat pouze zařízení s extrémně vysokými požadavky na signál, jako jsou některé špičkové audiokabely a důležité nástroje. Častěji lidé volí měď. Měď má po stříbře druhou vodivost a je také odolná a snadno se zpracovává. Elektrárny, telekomunikace a okruhy pro domácnost, v těchto hlavních vedeních převládá převážně měď.
Vodivost hliníku je pouze asi 60 % vodivosti mědi. Zdá se, že to trochu chybí? Hliník je ale lehký a jeho hustota je pouze-třetinová oproti mědi. Z hlediska nákladů to také stojí méně. Například u elektrických-vedení ve vysokých nadmořských výškách a přenosu ultra-vysokého napětí se místo mědi používá hliník, protože prodloužení vzdálenosti a snížení hmotnosti jsou důležitější než vodivost. Kromě toho mohou hliníkové slitiny také vyztužit. V mnoha oblastech Austrálie a Severní Ameriky mnoho nadzemních elektrických vedení preferuje hliník.
Vlastnosti samotného materiálu určují spodní linii vodiče. Na atomové úrovni, čím aktivnější jsou vnější elektrony, tím více může materiál umožnit rychlý tok proudu. Pravda ale není tak jednoduchá. Se zvyšující se čistotou se zlepšuje výkon. Ať už je to měď nebo hliník, čím víc nečistot tam je, je to jako nasekat na dálnici hromadu překážek. Když se elektrony na půli cesty setkají s atomy kyslíku, fosforu a dalších nečistot, „uvíznou“ a odpor okamžitě stoupne. Vysoce-čistota bez-kyslíkaté mědi dokáže tyto nečistoty důkladně vyčistit, takže je velmi oblíbená v audio a měřicích kabelech.
Pokud jde o zpracování, různé procesy také způsobují, že materiály fungují jinak. Například při tažení mědi se krystalická struktura prodlužuje a dochází k různým defektům a deformacím. Tyto deformované oblasti jsou nepřátelé elektronů, s vysokou pravděpodobností rozptylu a vysokým odporem. Žíhání může tyto defekty „opravit“, takže zrna jsou hrubší a jednotnější a vodivost se znovu-zlepší. Rozdíl mezi „měkkou mědí“ a „tvrdou mědí“ na trhu spočívá zde. Měkká měď je výsledkem žíhání a její vodivost je lepší.
Pokud jde o přenos signálů střídavého proudu, zejména vysoko{0}}frekvenčních signálů, proud se již nerozděluje rovnoměrně, ale soustředí se na povrch vodiče. Tomu se říká kožní efekt. Když signál putuje po povrchu, vodivost povrchové vrstvy materiálu se stává důležitější. Mnoho vysokofrekvenčních kabelů proto volí kompozitní strukturu z měděného -hliníku potaženého stříbrem{5}}. To může zajistit vysokou vodivost na vnější vrstvě při současném řízení nákladů a hmotnosti. Tento kompozitní kabel je například stále více používán v datových centrech a při přenosu vysokofrekvenčních zařízení-.
Volba různých materiálů dirigentů není založena pouze na tom, kdo diriguje rychleji, ale také na skutečných požadavcích scény a rozpočtu. Inženýři často musí vytvořit trojúhelníkovou rovnováhu mezi účinností, spolehlivostí a hospodárností. Například v signálních vedeních městského metra nelze hliník použít, protože pevnost v tahu a stabilita signálu jsou nejdůležitější. Ale v dálkových{3}}vedeních přenosu energie ve venkovských oblastech se hliník stává preferovanou volbou. Některá elektrická vedení japonského šinkansenu mají například také měděnou-hliníkovou konstrukci, která vyvažuje pevnost a přenos.
Nejen kabely, ale i elektrotechnický průmysl má nové trendy. V oblasti elektrických vozidel vedla poptávka po odlehčení k popularizaci hliníkových kabelů, ale některá -nová energetická vozidla nejvyšší třídy stále trvají na používání vysoce-čistoty mědi. Někteří lidé říkají, že hliník nahradí měď, ale ve skutečnosti mají oba své vlastní využití.
