U našem svakodnevnom životu, žice i kabeli s kojima se susrećemo zapravo skrivaju bitku oko odabira materijala. Ne mogu svi metali ispuniti zadatak dopuštanja glatkog protoka struje. Dakle, tko je najprikladniji? Odgovor neizbježno uključuje srebro, bakar i aluminij.
Najjaču vodljivost ima srebro. Teoretski, korištenje srebra za kabele može natjerati elektrone da jure poput trkaćih automobila. Međutim, problem je što je srebro preskupo. Većina ljudi si to ne može priuštiti. Samo oni uređaji s iznimno visokim zahtjevima za signal, kao što su neki vrhunski audio kabeli i važni instrumenti, voljni su koristiti srebro. Ljudi češće biraju bakar. Bakar ima drugu stopu vodljivosti iza srebra, a također je izdržljiv i jednostavan za obradu. Elektrane, telekomunikacije i krugovi kućanstva, ovim glavnim vodovima uglavnom dominira bakar.
Vodljivost aluminija je samo oko 60% vodljivosti bakra. Čini se da malo nedostaje? Ali aluminij je lagan, s gustoćom od samo jedne-trećine gustoće bakra. Također košta manje u smislu troškova. Na primjer, u visoko-visinskim dalekovodima i prijenosu energije ultra-visokog napona, umjesto bakra koristi se aluminij jer su povećanje udaljenosti i smanjenje težine važniji od vodljivosti. Osim toga, aluminijske legure također mogu ojačati. U mnogim regijama Australije i Sjeverne Amerike, mnogi nadzemni dalekovodi preferiraju aluminij.
Svojstva samog materijala određuju donju liniju vodiča. Na atomskoj razini, što su vanjski elektroni aktivniji, to više materijal može dopustiti brzi protok struje. Ali istina nije tako jednostavna. Kako se čistoća povećava, izvedba se poboljšava. Bilo da se radi o bakru ili aluminiju, što je više nečistoća, to je kao da ste zaglavili hrpu prepreka na autocesti. Kada elektroni na pola puta naiđu na atome kisika, fosfora i drugih nečistoća, oni će se "zaglaviti" i otpor odmah raste. Bakar visoke -čistoće,-bez kisika može temeljito očistiti te nečistoće, pa je vrlo popularan u audio i mjernim kabelima.
Kada je riječ o obradi, različiti procesi također čine materijale različitim. Na primjer, kada se bakar izvlači, kristalna struktura se izdužuje i dolazi do raznih defekata i iskrivljenja. Ova deformirana područja su neprijatelji elektrona, s velikom vjerojatnošću raspršenja i visokim otporom. Tretman žarenja može "popraviti" te nedostatke, čineći zrna grubljima i ujednačenijima, a vodljivost se ponovno-poboljšava. Ovdje leži razlika između "mekog bakra" i "tvrdog bakra" na tržištu. Meki bakar je rezultat žarenja, a njegova vodljivost je bolja.
Kada je riječ o prijenosu signala izmjenične struje, posebno signala visoke-frekventnosti, struja se više ne raspoređuje ravnomjerno, već se koncentrira na površini vodiča. To se zove skin efekt. Kada signal putuje površinom, vodljivost površinskog sloja materijala postaje važnija. Stoga mnogi radiofrekventni kabeli biraju kompozitnu strukturu od bakrom-aluminija obloženog srebrom-bakra. To može osigurati visoku vodljivost na vanjskom sloju uz kontrolu cijene i težine. Na primjer, u ožičenju podatkovnog centra i prijenosu visoko-frekventne opreme, ovaj se kompozitni kabel sve više koristi.
Izbor različitih dirigentskih materijala ne temelji se samo na tome tko dirigira brže, već i na stvarnim zahtjevima scene i proračunu. Inženjeri često moraju napraviti trokutastu ravnotežu između učinkovitosti, pouzdanosti i ekonomičnosti. Na primjer, u signalnim vodovima gradske podzemne željeznice ne može se koristiti aluminij jer su vlačna čvrstoća i stabilnost signala najvažniji. Ali u-vodovima za prijenos električne energije u ruralnim područjima aluminij postaje preferirani izbor. Na primjer, neki električni vodovi japanskog Shinkansena također imaju bakrenu -aluminijsku strukturu, uravnotežujući snagu i prijenos.
Ne samo kabeli, već i elektroindustrija ima nove trendove. U području električnih vozila, potražnja za laganom težinom dovela je do popularizacije aluminijskih kabela, ali neka-energetska vozila visoke klase još uvijek inzistiraju na korištenju bakra visoke-čistoće. Neki ljudi kažu da će aluminij zamijeniti bakar, ali u stvarnosti, oba imaju svoje namjene.
