Aluminium in der Elektrotechnik und Elektronik

In der Elektrotechnik und Elektronik ist der Werkstoff Aluminium in fast allen Bereichen zu finden. Neben der elektrischen Leitfähigkeit haben vor allem seine vielfältigen Fertigungsmethoden zahlreiche Vorteile. Aluminium wird als elektrischer Leiter, als konstruktives Element und als Wärmeleiter verwendet.

Energie für den Schienenverkehr

Eine 3,5 fache höhere Leitfähigkeit gegenüber konventionellen Stromübertragungssystemen in Kombination mit einer extrem hohen Abriebfestigkeit ermöglichen U- und S-Bahnen eine besonders zuverlässige Stromzufuhr. Dazu bedarf es nur eines wenige Millimeter dicken Edelstahlbandes, welches zusammen mit einem Aluminium-Profil stranggepresst und damit metallisch verbunden ist; angesichts der weltweit steigenden Investitionen in den Schienenverkehr ein ausgesprochener Wachstumsmarkt.

Hervorragende Leitfähigkeit bei niedrigem Gewicht

Im Stromleitungsbau oder bei Überlandleitungen zahlen sich die wirtschaftlichen Vorteile von Aluminium durch geringes Eigengewicht aus. Stromleitungen sind damit deutlich leichter, damit Leitungsmasten erheblich weiter voneinander entfernt stehen können. Gerade in unwegsamen Gebieten bringt dies wirtschaftliche Vorteile. Denn die Errichtung von Masten kann dort nur mit hohen Material- und Personaleinsatz realisiert werden.

Weitere Pluspunkte sammelt Aluminium durch seine Witterungsbeständigkeit bei den Strommasten, wodurch zusätzliche Schutzmaßnahmen durch Farbanstriche bzw. spätere Wartungsarbeiten überflüssig sind. Foto: fotolia/Marcus Hofmann

Effizienz für Transformatoren und Elektromagneten

Wicklungen aus Aluminium erzeugen mit den verschiedensten Querschnitten eine Induktivität, die zum Bau von Transformatoren und Elektromagneten notwendig sind. Dabei kommen sowohl lackisolierte Aluminiumdrähte als auch gewalzte Aluminiumbänder zum Einsatz. Der Vorteil von Aluminiumbändern besteht in einem wesentlich höheren Füllgrad der Wicklungen im Vergleich zu herkömmlichen Drahtwicklungen.

Durch eine anodische Oxidation lässt sich Aluminium mit einer keramischen Isolierschicht versehen. Die beispielsweise bei Kupferspulen zusätzlich notwendige Isolierung kann hiermit eingespart werden. Die Wicklungen ( z.B. von Elektromagneten) sind enger und bringen im Ergebnis eine höhere Felddichte.

Aluminium bringt Abkühlung

Mit Aluminium können Kühlkörper mit einer extrem großen Oberfläche auf relativ geringem Raum produziert werden. Dies schafft Platz und reduziert gleichzeitig das Gewicht von Anlagen und Maschinen. Die früher notwendige - häufig anfällige - Wasserkühlung kann damit durch wartungsfreie Hochleistungskühlrippen ersetzt werden. Wird beispielsweise beim Bau von Hochleistungstransformatoren mit einigen Megawatt Leistung Aluminium eingesetzt, kann der sonst aufwendige Kühlkreislauf komplett eingespart werden. Das Leichtmetall führt aufgrund seiner relativ hohen Wärmeleitfähigkeit die anfallende Wärme von innen nach außen.

Aluminium als funktionale Hülle für Elektromotoren

Die Gehäuse von Elektromotoren verlangen ein Material, das Wärme sehr gut abtransportieren und zugleich in verschiedenste Formen gebracht werden kann. Aluminium ist hierbei aufgrund seiner Formbarkeit und sonstigen Eigenschaften das Material 1. Wahl.

Durch innovative Walz- oder Gießverfahren können zudem direkt an der Einfassung bzw. Hülle Befestigungen integriert werden, die zu Verkürzungen innerhalb der Fertigungsprozesse führen.

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Aluminium und Nachhaltigkeit

Aluminium-Lexikon

Elektrotechnik

Freileitungsseile, Stromschienen und Kabel aller Art werden aus "Leiteraluminium" hergestellt. Dieses ist bei zwar geringerer Leitfähigkeit, aber viel niedrigerer Dichte deutlich wirtschaftlicher als Kupfer.

Eigenschaften

Aluminium ist dank seiner geringen Dichte, hohen Leitfähigkeit für Strom und Wärme, Korrosionsbeständigkeit und leichten Bearbeitbarkeit vielseitig verwendbar. Die meisten seiner Eigenschaften lassen sich gezielt beeinflussen.

Elektronik

Aluminium dient als Leitermaterial in Mikrochips, ferner als Reflektor in CDs sowie als Werkstoff für Speicherplatten, Kühlrippen, Gehäuse, Antennen und Kabel.

Ansprechpartner

Wolfgang Heidrich

Leiter Technologie - Forschung – Standards

T +49 211 4796-271
wolfgang.heidrich@alu-d.de

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