Yn ein bywydau bob dydd, mae'r gwifrau a'r ceblau rydyn ni'n dod ar eu traws mewn gwirionedd yn cuddio brwydr dros ddewis deunyddiau. Ni all pob metel gyflawni'r dasg o ganiatáu i gerrynt lifo'n esmwyth. Felly pwy yw'r mwyaf addas? Mae'r ateb yn anochel yn ymwneud ag arian, copr, ac alwminiwm.
Arian sydd â'r dargludedd cryfaf. Yn ddamcaniaethol, gall defnyddio arian ar gyfer ceblau wneud i'r electronau rasio fel ceir rasio. Fodd bynnag, y broblem yw bod arian yn rhy ddrud. Ni all y rhan fwyaf o bobl ei fforddio. Dim ond y dyfeisiau hynny sydd â gofynion signal uchel iawn, megis rhai ceblau sain uchaf ac offerynnau pwysig, sy'n barod i ddefnyddio arian. Yn amlach, mae pobl yn dewis copr. Mae gan gopr gyfradd dargludedd yn ail i arian yn unig ac mae hefyd yn wydn ac yn hawdd ei brosesu. Planhigion pŵer, telathrebu, a chylchedau cartref, copr yw'r prif linellau hyn yn bennaf.
Dim ond tua 60% o gopr yw dargludedd alwminiwm. Mae'n ymddangos ei fod ychydig yn ddiffygiol? Ond mae alwminiwm yn ysgafn, gyda dwysedd o ddim ond un rhan o dair o gopr. Mae hefyd yn costio llai o ran cost. Er enghraifft, mewn llinellau pŵer uchder uchel a thrawsyriant pŵer foltedd uchel iawn, yn hytrach na defnyddio copr, defnyddir alwminiwm oherwydd bod ymestyn y pellter a lleihau pwysau yn bwysicach na dargludedd. Yn ogystal, gall aloion alwminiwm hefyd atgyfnerthu. Mewn llawer o ranbarthau yn Awstralia a Gogledd America, mae'n well gan lawer o linellau pŵer uwchben alwminiwm.
Mae priodweddau'r deunydd ei hun yn pennu llinell waelod y dargludydd. Ar y lefel atomig, po fwyaf gweithredol yw'r electronau allanol, y mwyaf y gall y deunydd ganiatáu i'r cerrynt lifo'n gyflym. Ond nid yw'r gwir mor syml â hynny. Wrth i'r purdeb gynyddu, mae'r perfformiad yn gwella. P'un a yw'n gopr neu'n alwminiwm, po fwyaf o amhureddau sydd yna, mae fel gwthio llawer o rwystrau ar y briffordd. Pan fydd electronau'n dod ar draws ocsigen, ffosfforws, ac atomau amhuredd eraill hanner ffordd, byddant yn "sownd" ac mae'r gwrthiant yn codi ar unwaith. Gall copr di-ocsigen uchel lanhau'r amhureddau hyn yn drylwyr, felly mae'n boblogaidd iawn mewn ceblau sain a mesur.
O ran prosesu, mae gwahanol brosesau hefyd yn gwneud i'r deunyddiau berfformio'n wahanol. Er enghraifft, pan fydd copr yn cael ei dynnu, mae'r strwythur grisial yn ymestyn ac mae amryw o ddiffygion ac ystumiadau'n digwydd. Mae'r ardaloedd anffurfiedig hyn yn elynion i electronau, gyda thebygolrwydd gwasgariad uchel a gwrthiant uchel. Gall triniaeth anelio "drwsio" y diffygion hyn, gan wneud y grawn yn fwy garw ac yn fwy unffurf, ac mae'r dargludedd yn cael ei wella eto. Mae'r gwahaniaeth rhwng "copr meddal" a "copr caled" yn y farchnad yn gorwedd yma. Mae copr meddal yn ganlyniad anelio, ac mae ei ddargludedd yn well.
O ran trosglwyddo signalau cerrynt eiledol, yn enwedig signalau amledd uchel, nid yw'r cerrynt bellach yn dosbarthu'n gyfartal ond mae'n canolbwyntio ar wyneb y dargludydd. Gelwir hyn yn effaith croen. Pan fydd y signal yn teithio ar yr wyneb, mae perfformiad dargludedd haen wyneb y deunydd yn dod yn bwysicach. Felly, mae llawer o geblau amledd radio yn dewis adeiledd cyfansawdd o gopr wedi'i orchuddio ag alwminiwm neu arian. Gall hyn sicrhau dargludedd uchel ar yr haen allanol wrth reoli cost a phwysau. Er enghraifft, mewn gwifrau canolfan ddata a thrawsyrru offer amledd uchel, mae'r cebl cyfansawdd hwn yn cael ei ddefnyddio fwyfwy.
Mae'r dewis o wahanol ddeunyddiau dargludydd nid yn unig yn seiliedig ar bwy sy'n arwain yn gyflymach, ond hefyd ar ofynion gwirioneddol yr olygfa a'r gyllideb. Yn aml mae'n rhaid i beirianwyr wneud cydbwysedd trionglog rhwng effeithlonrwydd, dibynadwyedd ac economi. Er enghraifft, yn llinellau signal isffordd drefol, ni ellir defnyddio alwminiwm oherwydd cryfder tynnol a sefydlogrwydd signal yw'r pwysicaf. Ond mewn -llinellau trawsyrru pŵer pellter hir mewn ardaloedd gwledig, alwminiwm yw'r dewis a ffafrir. Er enghraifft, mae rhai llinellau pŵer o'r Shinkansen Japaneaidd hefyd yn mabwysiadu strwythur alwminiwm wedi'i orchuddio â chopr, gan gydbwyso cryfder a thrawsyriant.
Nid yn unig ceblau, ond hefyd mae gan y diwydiant trydanol dueddiadau newydd. Ym maes cerbydau trydan, mae'r galw am ysgafnhau wedi arwain at boblogeiddio ceblau alwminiwm, ond mae rhai cerbydau ynni newydd uchel yn dal i fynnu defnyddio copr purdeb uchel. Mae rhai pobl yn dweud y bydd alwminiwm yn disodli copr, ond mewn gwirionedd, mae gan y ddau eu defnydd eu hunain.
