Нельзя соединить. «Конкуренцию никак нельзя соединить с планированием, не ослабляя ее как фактор организации производства». Версии, по которым возникает горение

То, что в электротехнике нельзя напрямую соединять медные и алюминиевые проводники , не является секретом даже для многих обывателей, не имеющих никакого отношения к электрике. Со стороны тех же обывателей в адрес электриков-профессионалов часто звучит вопрос: «А почему?».

Почемучки любого возраста способны загнать в тупик кого угодно. Вот и здесь подобный случай. Типичный ответ профессионала: «Почему-почему… Потому что гореть будет. Особенно, если ток большой». Но это не всегда помогает. Так как вслед за этим часто следует другой вопрос: «А почему будет гореть? Почему медь со сталью не горит, алюминий со сталью не горит, а алюминий с медью - горит?»

На последний вопрос можно услышать разные ответы. Вот часть из них:

1) У алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Когда через них проходит ток, они расширяются по-разному, когда ток прекращается, они остывают по-разному. В итоге серия расширений-сужений изменяет геометрию проводников, и контакт становится неплотным. А дальше уже в месте возникает нагрев, он ухудшается еще больше, появляется электрическая дуга, которая и довершает все это дело.

2) Алюминий образует на своей поверхности окисную непроводящую пленку, которая с самого начала ухудшает контакт, а дальше процесс идет по той же нарастающей: нагрев, дальнейшее ухудшение контакта, дуга и разрушение.

3) Алюминий и медь образуют «гальваническую пару», которая просто не может не перегреваться в месте контакта. И снова нагрев, дуга и так далее.

Где же правда, в конце-то концов? Что же там происходит, в месте соединения меди и алюминия?

Первый из приведенных ответов все-таки несостоятелен. Вот табличные данные по линейному коэффициенту теплового расширения для металлов, применяемых для электромонтажа: медь - 16,6*10-6м/(м*гр. Цельсия); алюминий - 22,2*10-6м/(м*гр. Цельсия); сталь - 10,8*10-6м/(м*гр. Цельсия).

Очевидно, что если бы дело было в коэффициентах расширения, то самый ненадежный контакт был бы между стальным и алюминиевым проводником, ведь их коэффициенты расширения отличаются в два раза.

Но и без табличных данных ясно, что различия в линейном тепловом расширении относительно легко компенсируются применением надежных зажимов, создающих постоянное давление на контакт. Расширяться металлам, сжатым, например, при помощи хорошо затянутого болтового соединения, остается только в сторону, а перепады температуры не способны серьезно ослабить контакт.

Вариант с оксидной пленкой тоже не совсем верен. Ведь эта же самая оксидная пленка позволяет соединять алюминиевые проводники со сталью и с другими алюминиевыми проводниками. Да, конечно, рекомендуется применение специальной смазки против окислов, да, рекомендуется систематическая ревизия соединений с участием алюминия. Но ведь все это допускается и работает годами.

А вот версия с гальванической парой действительно имеет право на существование. Но здесь все-таки не обходится без окислов. Ведь медный проводник тоже достаточно быстро покрывается окислом с той лишь разницей, что окисел меди более-менее проводит ток.

В ходе электролиза ионы переносят заряды и перемещаются сами. Но, кроме того, ионы - это ведь частицы металлов проводников. При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится еще хуже и так далее вплоть до возгорания.

Отметим, что чем влажнее окружающий воздух, тем более интенсивно протекают все перечисленные процессы. А неравномерное тепловое расширение и непроводящий слой окисла алюминия - это лишь отягчающие факторы, не более того.

В дополнение к статье полезная табличка, в которой в наглядной форме показана совместимость и несовместимость отдельных металлов и сплавов при их соединении. Медь и алюминий между собой соединять нельзя, так как они несовместимы.

Примечание: С - совместимые, Н - несовместимые, П - совместимые при пайке, при непосредственном соединении образуют гальваническую пару.

Электротехники, обладающие опытом, не соединяют в своих конструкциях медь и алюминий, хотя это известно и среди тех людей, которые не имеют никакого отношения к этой сфере. Почему это так? Часто этот вопрос задается людям со стажем в этой области.

Как правило, люди отмахиваются от спрашивающих буркнув что-то вроде того будет гореть. Но они не успокаиваются, не понимая, ведь медный провод, объединенный со стальным почему-то не горит, да и алюминиевый провод, соединенный с медью тоже. Поэтому стоит углубиться в вопрос, подойдя с точки зрения естественных наук.

Версии, по которым возникает горение

1. Эти два металла обладают разными коэффициентами расширения тепла. То есть когда по проводам течет ток, то реагируют на него по-разному, расширяясь при пропускании тока и остывая после его отключения. Такие несовершенства разного расширения и сужения за краткосрочный период времени влияют на провода. В месте соединения медь-алюминий контакт становится слабым и возникает нагревание со временем, к которому добавляется электрическая дуга.
2. Алюминиевые провода окутывает плохо проводящая кислая пленка, которая изначально уже дает «плохой» контакт и начинается процесс разрушения, при котором провода нагреваются, контакт становится все хуже и хуже, появляется электрическая дуга и со временем начинается возгорание.
3. Эти провода несовместимы по гальваническим химическим признакам, сразу провода на стыке начинают греться, что приводит к разрушению.

Механизм взаимодействия двух металлов

Если смотреть по физическому коэффициенту расширения, то все же самым неблагоприятным сочетанием становится соединение стального и алюминиевого провода, ведь эти их параметры разнятся практически в два раза. В этом случае на помощь легко приходят зажимы и болты, которые давят на контакты. И металлы в этом случае могут расшириться только в стороны, а реакции металлов на температуру попросту не могут способствовать ослаблению контакта.

Наличие пленки на алюминии тоже в корне неверно. Такое покрытие способствует соединению между проводниками из стали и алюминия. Лучше конечно дополнительно использовать смазку, защищающую провода от окисления и постоянные проверки таких соединений. Но соединения с алюминиевыми проводами легко стоят на протяжении нескольких лет.

А вот предположение с гальваническими параметрами несет под собой реальную основу и служит верным ответом на вопрос, почему не стоит соединять медные и алюминиевые провода. Провод из меди быстро окисляется, но все же может проводить электрический ток.

А вот если в соединении участвуют два металла медь и алюминий, то начинается реакция, при которой происходит распадение на ионы обладающие зарядом. Дело в том, что воздух в окружающей среде всегда имеет свою влажность. Именно она и служит причиной такой диссоциации. Ионы окислившихся металлов будут участвовать в процессе электролиза, когда ионы металлов не только переносят заряд, но и сами подвергаются процессу перемещения.

При такой реакции металлу проводников начинают разрушаться, образуя пустые места и пустые промежутки. Большему воздействию подвергается именно проводник из алюминия.

Там где образуются пустоты, контакт уже не может стать хорошим и температура повышается, вплоть до горения. Чем выше влажность в помещении, тем сильней электролиз и быстрей происходит разрушение.

Медные и алюминиевые провода нельзя соединять вместе. Об этом вам скажет любой электрик. И это не простой каприз, а вполне разумное решение, основанное на несовместимости этих двух видов металлов. Но в том — то и проблема, что даже электрик, доподлинно не знает ее причину. Давайте и попытается разгадать эту загадку.

И так, почему нельзя соединять вместе алюминиевые и медные провода. Если вы спросите об этом у электрика, то, скорее всего, получите ответ, что такой контакт будет постоянно греться и гореть. Все это выглядит довольно странно, ведь если соединить медь со сталью, то такой контакт будет прекрасно работать.

Есть несколько гипотез, объясняющих причину неустойчивости медно алюминиевого контакта:

1. Существенные различия в коэффициентах теплового расширения этих металлов при прохождении через них электрического тока. Ну а раз так, то прочность соединения нарушается, и контакт начинает гореть.
2. Поверхность алюминия со временем окисляется, и покрывается пленкой, с чрезвычайно низким коэффициентом проводимости электрического тока. Все это также приводит к нарушению прочности контакта, его ослаблению, и возникновению электрической дуги, которая и завершает процесс его разрушения.
3. Согласно иному мнению, все дело в гальваническом эффекте, который имеет место при соприкосновении этих металлов. Именно он и приводит к нагреву контакта и его дальнейшему разрушению.

Давайте попробуем разобраться, где здесь, правда, а где ложь?

В результате целого ряда экспериментов, было выяснено, что коэффициент теплового расширения здесь вовсе не причем. Разность в коэффициентах настолько мала, что ее легко можно компенсировать, применив для медно алюминиевого контакта надежный зажим. Если его хорошо затянуть, то теплового расширения можно не бояться.

Особого влияния на прочность медно алюминиевого контакта не оказывает и оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевого провода. Чтобы ее нейтрализовать, достаточно перед соединением обработать провода противооксидной смазкой, и затем периодически проводить ревизию соединения. В этом случае оно будет долго и надежно работать.

Тогда в чем же дело? Неужели во всем виновата гальваника?

Именно она является основной причиной окисления такого рода контактов. При этом этот процесс затрагивает как медь, так и алюминий. И хотя эти окислы по – разному проводят ток, то при соединении проводов происходит их диссоциация, приводящая к распаду материалов на электрически заряженные ионы. Этому способствует влага, содержащаяся в окружающем воздухе. При этом образовавшиеся ионы будут иметь прямо противоположные заряды, что при наличии электрического тока, приведет к возникновению электролиза.

Ионы начнут активно перемещаться. Но ведь по сути, это частицы контактирующих между собой металлов. Ну а раз так, то этот процесс будет сопровождаться их естественным разрушением, что, в конечном итоге, приведет к ослаблению контакта, его нагреву, и возникновению электрической дуги, которая и довершит процесс разрушения.

Ф. фон Хайек

Выбранное мною высказывание связано с пониманием сущности конкуренции и ее антипода – планирования. Именно конкуренция обеспечивает взаимосвязи рыночных отношений. В современной России основы рыночной экономики стали формироваться недавно, поэтому для нас особо важно понимать базовые признаки и особенности рынка.

Австрийский экономист и философ Фридрих фон Хайек говорил: «Конкуренцию никак нельзя соединить с планированием, не ослабляя ее как фактор организации производства». Таким образом, Ф. фон Хайек, явный сторонник рыночной экономики подчеркивает, что конкуренция невозможна в условиях планового хозяйства, более того, понятие конкуренции ослабляется, если государство вмешивается. Нужно сделать поправку на то, что Ф. фон Хайек – апологет свободного рынка, но мнения его не бесспорны. Я частично разделяю его позицию, но полагаю, что в условиях современного хозяйства освободить рыночную среду от планирования невозможно.

Для начала проанализируем теоретические доводы. Современные экономисты определяют конкуренцию как соперничество между участниками рыночного хозяйства за лучшие условия производства, купли и продажи благ. В рыночной экономике конкуренция охватывает все сферы и прежде всего подразумевает борьбу предпринимателей. Само по себе рыночное хозяйство предполагает существование конкурентной среды, которая заключается в свободном ценообразовании, многообразии форм собственности, отсутствии монополизации рынка, действии законов, охраняющих права частной собственности.

Рынок современной конкуренции основан на свободной конкуренции. В современных условиях подобная модель рынка становится невозможной. Уже в XX веке началось формирование рынка несовершенной конкуренции. К ним относятся олигополия – появление на рынке некоторого количества крупных компаний-производителей, которые начинают определять условия игры, контролируют цены, делят рынки сбыта.

Другое проявление – монополизм. При монополизме один крупный производитель подминает под себя все остальные. Появление монополиста ущербно для рынка, именно поэтому монополизм необходимо ограничивать.

Помимо теоретических доводов можно привести и ряд конкретных аргументов. Ситуацию, описанную Ф. фон Хайеком, мы можем наблюдать на современном рынке высоких технологий: компьютеров, мобильных телефонов, планшетов. Чтобы не отстать в конкурентной гонке от своих «оппонентов» компании-производители зачастую вынуждены выпускать в рынок еще «сырую», недоработанную продукцию. Это яркий пример влияния невозможности планирования конкуренции на производственный процесс. Иными словами, из-за невозможности планирования, предприниматели вынуждены идти на крайние меры в короткие сроки.

Наблюдая за современной экономикой можно выделить сферы, в которых действуют законы совершенной конкуренции. Например, система общепита долгое время представляла собой именно такой тип конкуренции. Но, по мере создания сетей общественного питания, мы убеждаемся. Что уровень цен диктуется централизованно.

Еще один пример можно найти в экономическом устройстве современной России. Из-за особенностей строения рынка нашей страны возникают естественные монополии. Так, в России полностью лишен конкуренции рынок топлива. Ниша, занимающаяся газом, заполнена компанией «ГазПром», нефтью занимаются исключительно «РосНефть» и «Лукойл» и так далее.

Но важность конкуренции ясна не только ученым-экономистам и производителям, но и потребителям. Благодаря конкуренции человек может подобрать наиболее выгодное для него предложение, так как производители стараются ему угодить. Например, выбирая тариф сотовой связи, потребитель остановит свой выбор на том, который максимально удовлетворяет его потребности при минимальных затратах.

Таким образом, конкуренция является важным фактором организации производства. Но при этом ее планирование не даст положительных результатов, а только ухудшит положение.