كهربائي
حقيقة النحاس 1
النحاس هو المعيار القياسي للتوصيل الكهربائي. وهو موصل للتيار الكهربائي أفضل من أي معدن آخر باستثناء الفضة.
حقيقة النحاس 2
يتم تكرير النحاس بشكل روتيني إلى درجة نقاء 99.98% (حتى أكثر نقاءً من الصابون العاجي) قبل أن يصبح مقبولاً في العديد من التطبيقات الكهربائية.
حقيقة النحاس 3
السلك النحاسي رقم 12 (AWG) هو الحجم الأكثر شيوعًا المستخدم لأسلاك الدوائر الفرعية في المباني. إن كمية منتجات النحاس المستهلكة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام نموذجي ستشكل سلكًا بحجم 12 يمكنه أن يحيط بالأرض 2250 مرة أو يقوم بـ 120 رحلة ذهابًا وإيابًا إلى القمر.
حقيقة النحاس 4
يوضح برنامج كفاءة الطاقة الكهربائية التابع لـ CDA كيف أن زيادة حجم الموصلات النحاسية المستخدمة في التوزيع الكهربائي يمكن أن تحقق عوائد كبيرة لأصحاب المباني، عادةً في غضون سنة إلى سنتين أو أقل.
حقيقة النحاس 5
يمكن أن يؤدي تركيب سلك #10 AWG بدلاً من #12 AWG لتغذية حمل إضاءة بقدرة 15- أمبير يعمل نصف الوقت (4000 ساعة في السنة) إلى سداد الفرق مقابل تكلفته المرتفعة في 9 أشهر فقط، بسعر 0.075 دولار لكل كيلووات-ساعة (كيلووات في الساعة). كلما ارتفعت التكلفة لكل كيلووات/ساعة، كلما كان الاسترداد أسرع.
حقيقة النحاس 6
نظرًا لأن 70% من الكهرباء المولدة في الولايات المتحدة الأمريكية يتم استهلاكها من خلال الأنظمة التي تعمل بمحركات-، يتم تحقيق أكبر قدر من توفير الطاقة من خلال ترقية الأنظمة باستخدام محركات -عالية الكفاءة.
حقيقة النحاس 7
إن المحرك -عالي الكفاءة بقوة 3 حصان الذي يعمل بدوام كامل بسعر 0.08 دولار أمريكي لكل كيلووات في الساعة سوف يسدد قسط التكلفة في أقل من 5 أشهر، ومن ذلك الحين فصاعدًا يوفر المال والكهرباء.
لا تعد المحركات المتميزة أكثر كفاءة فحسب (لأنها مصنوعة من المزيد من النحاس في الأغلب)، بل إنها أيضًا تدوم لفترة أطول وتولد حرارة أقل.
حقيقة النحاس 8
استبدلت شركة Cummins Inc.، إحدى الشركات المصنعة للمحركات في كولومبوس، إنديانا، 296 محركًا تتراوح قوتها من 1-125 حصانًا بمحركات نحاسية عالية الكفاءة- استنادًا إلى تحليل باستخدام وزارة الطاقة الأمريكيةموتورماستر+ البرمجيات. تعمل الكفاءة المحسنة على تقليل تكاليف الطاقة لشركة Cummins بنحو 200000 دولار سنويًا. ووفقاً لوزارة الطاقة، إذا قام كل مصنع في الولايات المتحدة بتحديث أنظمة المحركات الخاصة به إلى الحد الذي فعلته شركة كومينز، فإن "الصناعة الأمريكية ستوفر مليار دولار سنوياً من تكاليف الطاقة. وهذا يعادل كمية الكهرباء الموردة إلى ولاية نيويورك لمدة ثلاثة أشهر".
حقيقة النحاس 9
أينما تتدفق الكهرباء، هناك حاجة إلى الموصلات. يعد النحاس بأصنافه العديدة هو المادة السائدة والمفضلة سواء تم استخدام الموصلات لتوزيع طاقة التيار العالي- أو تيارات مستوى "الإشارة" المستخدمة للبيانات والاتصالات.
حقيقة النحاس 10
تستخدم مولدات الطاقة الكهربائية مبادئ كهرومغناطيسية لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى تيار كهربائي من خلال استخدام أجزاء ساكنة ودوارات ملفوفة ضخمة من النحاس-. تستخدم مولدات الطاقة الأحدث والأصغر توربينات إما مغمورة بالمياه لالتقاط تيارات النهر أو المد والجزر القوية أو مرتفعة لالتقاط تدفق الرياح السائدة.
حقيقة النحاس 11
يلعب النحاس دورًا حاسمًا في توصيل طاقة الرياح، استنادًا إلى موصليته العالية-ومقاومته الكهربائية المنخفضة ومقاومته للتآكل. تحتوي بعض مزارع الرياح على أكثر من 300000 قدم من الأسلاك النحاسية. تتدفق الكهرباء المولدة من خلال طاقة الرياح عبر الكابلات النحاسية المعزولة إلى محول ملفوف نحاسي-. تقوم الكابلات النحاسية الموجودة تحت الأرض بجمع الكهرباء من قاعدة كل برج وتوصيلها إلى محطة فرعية تنقلها إلى شبكة المرافق.
حقيقة النحاس 12
يصل وزن بعض الموصلات عالية الطاقة- إلى 20 رطلاً أو أكثر، بينما قد يصل وزن الموصلات الإلكترونية الصغيرة إلى بضعة ملليجرامات مع وجود مسافة بين الأطراف أقل من نصف ملليمتر. تعد الولايات المتحدة الرائدة على مستوى العالم في صناعة الموصلات التي تبلغ قيمتها-مليارات الدولارات.
حقيقة النحاس 13
كان الدوار-العملي المصنوع من النحاس المصبوب للمحركات الكهربائية بمثابة "الكأس المقدسة" لمصنعي المحركات لسنوات عديدة. في أواخر التسعينيات، بدأ اتحاد تم تجميعه من قبل جمعية تطوير النحاس في تطوير تصميم المحرك ومواد القالب المناسبة لاستخدامها في صب دوارات المحركات النحاسية.
حقيقة النحاس 14
في عام 2005، قامت شركة Siemens AG، ميونيخ، ألمانيا، بتحسين التصميم الثوري للدوار وقدمت خطوط إنتاج جديدة، أولاً في أوروبا وبعد ذلك في أمريكا الشمالية. تقدم شركة SEW Eurodrive الألمانية أيضًا سلسلة من المحركات-عالية الكفاءة المزودة بدوارات نحاسية. تنتج شركة FAVI SA، هالينكور، فرنسا، دوارات من النحاس المصبوب -مصنوعة للاستخدام من قبل شركات تصنيع المحركات الأخرى. تتمتع المحركات الدوارة النحاسية - بزيادة كبيرة في كفاءة المحرك.
حقيقة النحاس 15
تقلل تقنية صب الجزء الدوار- الجديدة من فقدان الحرارة وتزيد من كفاءة المحرك بنسبة 1.2-1.7 نقطة مئوية مقارنة بالمحركات التي تستخدم دوارات الألومنيوم التقليدية. وهذا أمر مهم لأنه حتى زيادة بنسبة 1% في كفاءة المحرك يمكن أن توفر 1.1 مليار دولار من تكاليف الطاقة سنويًا، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية. وبعبارة أخرى، يمكن أن يوفر ذلك أكثر من 20 مليار كيلووات/ساعة من الكهرباء سنويًا، أي ما يعادل 3.5 مليون برميل من النفط سنويًا في الولايات المتحدة وحدها. وتتمثل الفوائد الأخرى في عمر أطول للمحرك، ومحركات أكثر خفة الوزن، وتقليل ثاني أكسيد الكربون والانبعاثات الضارة الأخرى.
حقيقة النحاس 16
تستخدم السيارات الهجينة وسيارات الدفع الرباعي -محركات حثية نحاسية تستمد طاقتها من البطاريات. للمساعدة في فرملة السيارة، تعمل المحركات الحثية كمولدات، حيث توفر الطاقة ليتم تخزينها في البطاريات. يدعي المصنعون أن مثل هذه السيارات الهجينة يمكن أن تكون أكثر كفاءة في استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 60٪ مقارنة بإصداراتها القياسية.
حقيقة النحاس 17
يمكن تجهيز الشاحنات والحافلات الهجينة الأكبر حجمًا بمحركات تستخدم دوارات نحاسية عالية الكفاءة. تقول إحدى الشركات، التي قامت باختبار مثل هذه المركبات على الطرق، إنها تؤدي أداءً جيدًا للغاية، حيث تقلل من انبعاثات الجسيمات بنسبة 96٪ وتسافر مسافة 57٪ باستخدام جالون من الوقود، وبالتالي تقلل تكاليف الوقود بأكثر من الثلث.
حقيقة النحاس 18
تقوم شركة Oshkosh Corporation بتصنيع نظام الدفع الهجين الكهربائي الذي يعمل بالديزل ProPulse® الذي يعمل بالديزل والذي يستخدم محركات دوارة نحاسية، مما يوفر طاقة لا مثيل لها للقيادة في البيئات الأكثر تحديًا. يعمل النظام، المستخدم في كل من مركبات المعدات الثقيلة التجارية والعسكرية-، على تحسين كفاءة استهلاك الوقود بما يصل إلى 40% ويمكنه توفير ما يصل إلى 200 كيلووات من طاقة التيار المتردد، وهو ما يكفي لتشغيل مستشفى ميداني أو مهبط طائرات. وباعتبارها -وحدة واحدة،-حل لتوليد الطاقة، فإن هذه المركبات تلغي الحاجة إلى شاحنات أو مقطورات إضافية لنقل المعدات الخارجية.
حقيقة النحاس 19
يتم استخدام المحركات الدوارة النحاسية في -مركبات Tesla المشهورة عالميًا. يمكن لسيارة الرودستر-الكهربائية بالكامل التابعة للشركة أن تتسارع من 0 إلى 60 ميلاً في الساعة خلال 3.7 ثانية مذهلة. تستغرق شقيقتها السيدان (البطيئة نسبيًا) 5.6 ثانية. تسير المركبات مسافة 245 ميلاً أو 300 ميل على التوالي بشحنة واحدة. الآن هذه هي الكفاءة!
حقيقة النحاس 20
قام الباحثون في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا ببناء محرك حفر يدور بسرعة 1,000,000 دورة في الدقيقة، أي ما يقرب من 17,000 دورة في الثانية، أي على الأقل ضعف سرعة أي محرك موجود حاليًا. يستخدم الجهاز بحجم علبة الثقاب-أسلاكًا نحاسية رفيعة جدًا-للفاته، والتي يتم إدخالها في أسطوانة من "حديد خاص لم يستخدم من قبل في الآلات." يتم تغليف المجموعة بقشرة من التيتانيوم لمنعها من التطاير. وسيسمح المحرك الجديد بحفر ثقوب أضيق من عرض شعرة الإنسان لاستخدامها في صناعة الإلكترونيات.
حقيقة النحاس 21
يمكن الوقاية إلى حد كبير من مشاكل جودة الطاقة التي تعاني منها العديد من المكاتب والمصانع الحديثة. تشتمل الحلول المكثفة للنحاس- على استخدام موصلات محايدة أكبر للتعامل مع الأحمال التوافقية، وأنظمة تأريض أفضل لتبديد الضوء العابر والبرق، وعدد أقل من المنافذ لكل دائرة لتقليل التفاعل بين المعدات المكتبية وأجهزة الكمبيوتر.
يمكن إنقاذ عشرات الأرواح ومليارات الدولارات من الممتلكات كل عام إذا تمت حماية المباني بشكل مناسب ضد البرق. يمكن أن تتسبب ضربة إضاءة واحدة في منشأة تجارية في خسارة الإنتاج بآلاف الدولارات في الساعة.
يعد النحاس وسبائكه من أكثر المواد المستخدمة شيوعًا وأكثرها فعالية في الحماية من الصواعق.
حقيقة النحاس 22
تم استخدام ما يقرب من 50 طنًا من الأسلاك النحاسية عالية التوصيل وخالية من الأكسجين- لتصنيع 1700 مغناطيس كهربائي فائق التوصيل لمصادم (مسرع الجسيمات الذرية) في مختبر بروكهافن الوطني في نيويورك. يتم استخدام المغناطيس في المصادم تحت الأرض الذي يبلغ قطره 2.4 ميل لدراسة الجسيمات دون الذرية.
تعد حلقة تيفاترون لتسريع الجسيمات التي يبلغ طولها 3.9 ميل في فيرميلاب، في باتافيا، إلينوي، ثاني أكبر حلقة في العالم وتستخدم 50 طنًا من الأسلاك النحاسية لـ 1000 مغناطيس كهربائي.
حقيقة النحاس 23
في أحد تطبيقاته الأكثر إثارةً ومستقبليةً، يوفر النحاس المصفوفة المستخدمة في الموصلات الفائقة المستخدمة في مصادم الهادرونات الكبير التابع لـ CERN، وهو الأكبر في العالم، في سويسرا.
حقيقة النحاس 24
منذ فترة طويلة يستخدم النحاس كوسيلة للتبادل الحراري في التدفئة الشمسية وأنظمة الماء الساخن. والآن، تعد بأن تصبح ذات قيمة مماثلة فيالضوئيةالأنظمة (الكهروضوئية). تنتج هذه الأنظمة الكهرباء من خلال تأثير أشعة الشمس على بعض أشباه الموصلات. في الوقت الحالي، أكثر المواد الواعدة لخفض التكاليف وسهولة التصنيع هي النحاس-الإنديوم-الجاليوم-ديسلينيد، أو CIGS للاختصار. يقوم الآن عدد من الشركات المصنعة الأمريكية والأجنبية بإنتاج لوحات CIGS التجارية.
حقيقة النحاس 25
تولد الألواح تيارًا مباشرًا يتم جمعه بواسطة قضبان نحاسية صغيرة لتحويلها إلى التيار المتردد المطلوب بواسطة العاكس. تقوم الكابلات النحاسية بتوجيه الطاقة إلى القصر التنفيذي. جزء صغير فقط من احتياجات الطاقة للرئيس وموظفيه يتم توليده من الشمس، لكنها البداية.
