המעגל הפנימי של השנאי מורכב בעיקר מפיתולים (נקראים גם סלילים), המחוברים ישירות לרשת החשמל החיצונית ומהווים את מרכיב הליבה של השנאי. המעגל הפנימי של השנאי עשוי בדרך כלל מפיתולי תיל. חוטי נחושת ו אלומיניום חוטים מחולקים לחוטים עגולים, חוטים שטוחים (מחולקים גם לחוטים בודדים, חוטים משולבים וחוטים מוטרפים), מוליכים בנייר כסף וכו’ לפי צורת החתך של החוטים. החוטים מכוסים בסוגים שונים של בידוד. שכבה, ולבסוף יוצרים את הסליל הכולל. לכן, החומרים המוליכים העיקריים של מעגל השנאי הם נחושת ואלומיניום.

.

3.1 השוואת מאפיינים של נחושת ואלומיניום

גם נחושת וגם אלומיניום הם חומרי מתכת עם מוליכות חשמלית טובה, והם משמשים מוליכים נפוץ לייצור סלילי שנאים. ההבדלים בתכונות הפיזיקליות מוצגים בטבלה הבאה:

טבלה 1 השוואה בין תכונות פיזיקליות של נחושת ואלומיניום

תמונה

3.2 השוואת ביצועים של חוטי נחושת ואלומיניום בפיתולי שנאים

ההבדל בין שנאי נחושת ואלומיניום נקבע גם על ידי ההבדל בחומרים, המתבטא בהיבטים הבאים:

1) ההתנגדות של מוליך הנחושת היא רק כ-60% מזו של מוליך האלומיניום. על מנת להשיג את אותן דרישות אובדן ועליית טמפרטורה, שטח החתך של מוליך האלומיניום שיש להשתמש בו גדול יותר מ-60% מזה של מוליך הנחושת, כך שאותה קיבולת ואותם פרמטרים בנסיבות רגילות, שנאי מוליך אלומיניום בדרך כלל גדול יותר משנאי מוליך הנחושת, אך בשלב זה גדל גם שטח פיזור החום של השנאי, כך שעליית הטמפרטורה שלו לשמן נמוכה יותר;

2) צפיפות האלומיניום היא רק כ-30% מזו של נחושת, ולכן שנאי חלוקת מוליכים אלומיניום קל יותר משנאי חלוקת מוליכים נחושת;

3) נקודת ההיתוך של מוליכים אלומיניום נמוכה בהרבה מזו של מוליכים נחושת, ולכן מגבלת עליית הטמפרטורה שלו בזרם קצר חשמלי היא 250 מעלות צלזיוס, שהיא נמוכה מזו של מוליכים נחושת ב-350 מעלות צלזיוס, ולכן צפיפות התכנון שלו היא נמוך מזה של מוליכים נחושת, ושטח החתך של חוטי שנאי גדול יותר. גדול, כך שהנפח גדול גם משנאי מוליך הנחושת;

4) הקשיות של מוליך האלומיניום נמוכה, כך שקל יותר להעלים את קוצי פני השטח שלו, ולכן לאחר יצירת השנאי, ההסתברות לקצר בין-סיבוב או בין-שכבתי הנגרם על-ידי קוצים פוחתת;

5) בשל חוזק מתיחה ולחיצה נמוך וחוזק מכני לקוי של מוליך האלומיניום, קיבולת הקצר של שנאי מוליך האלומיניום אינה טובה כמו זו של שנאי מוליך הנחושת. בעת חישוב היציבות הדינמית, הלחץ של מוליך האלומיניום צריך להיות פחות מ-450 ק”ג/סמ”ר, בעוד שמוליך הנחושת מגבלת הלחץ של המוליך היא 2 ק”ג/סמ”ר, וכושר הנשיאה השתפר מאוד;

6) תהליך הריתוך בין מוליך האלומיניום למוליך הנחושת גרוע, ואיכות הריתוך של המפרק אינה קלה להבטיח, מה שמשפיע במידה מסוימת על אמינות מוליך האלומיניום.

7) החום הסגולי של מוליך האלומיניום הוא 239% מזה של מוליך הנחושת, אך בהתחשב בהבדל בין הצפיפות והצפיפות החשמלית המתכננת של השניים, ההבדל בפועל בין קבועי הזמן התרמיים של השניים אינו כה גדול. כהפרש החום הספציפי. ליכולת עומס יתר לטווח קצר של שנאים מהסוג היבש יש השפעה מועטה.