1. Cum se modifică conductivitatea cuprului pur în funcție de temperatură
Conductivitatea electrică a cuprului pur este foarte sensibilă la temperatură. Pe măsură ce temperatura crește, mișcarea termică a atomilor de cupru se intensifică, ceea ce crește împrăștierea electronilor liberi și, prin urmare, reduce conductivitatea.
La temperatura camerei (20 de grade), cuprul pur are o conductivitate extrem de ridicată.
Când temperatura crește, conductivitatea scade aproape liniar.
Când temperatura scade, conductivitatea crește semnificativ.
Coeficientul de temperatură de rezistență pentru cuprul pur este de aproximativ 0,00393 pe grad. Aceasta înseamnă că pentru fiecare creștere cu 1 grad a temperaturii, rezistența cuprului crește cu aproximativ 0,393%, iar conductivitatea scade în consecință.
La temperaturi extrem de scăzute, cum ar fi într-un mediu criogenic, cuprul pur prezintă o conductivitate aproape supraconductivă-. În condiții de temperatură ridicată, aproape de punctul său de topire, conductivitatea scade la un nivel foarte scăzut. Această corelație negativă între temperatură și conductivitate este un factor cheie luat în considerare în proiectarea electrică, în special pentru cablurile cu curent înalt-, transformatoarele și contactele electrice care generează căldură în timpul funcționării.
2. Conductibilitatea și rezistivitatea cuprului pur
La 20 de grade, proprietățile electrice standard ale cuprului pur sunt definite după cum urmează:
Rezistivitate electrică: 1,7241 × 10⁻⁸ Ω·m
Aceasta este valoarea standard acceptată la nivel internațional pentru cuprul de-puritate ridicată.
Conductivitate electrică: Aproximativ 58,0 MS/m (megasiemens pe metru)
Conductivitate IACS: 100% IACS
IACS (International Annealed Copper Standard) este cea mai comună unitate de exprimare a conductibilității în industria metalelor. Prin definiție, cuprul pur standard complet recoapt este egal cu 100% IACS. Această valoare servește drept referință pentru toate celelalte materiale conductoare. De exemplu, aluminiul are aproximativ 61–62% IACS, în timp ce alama este doar 20–30% IACS.
Aceste valori se aplică cuprului de-puritate ridicată cu puritate peste 99,95%. Chiar și cantitățile mici de impurități vor scădea conductivitatea și vor crește rezistivitatea.
3. Diferențele de conductivitate între diferitele clase de cupru pur
Există mai multe clase comune de cupru pur, iar diferențele lor de conductivitate sunt relativ mici, dar vizibile în aplicațiile de precizie.
Cupru cu pas electrolitic dur (ETP Cu, C11000)
Cel mai utilizat, puritate aproximativ 99,90%. Conductivitate: 97%–100% IACS
Folosit la cabluri, bare colectoare, motoare și componente electrice generale.
Cupru -fără oxigen (OFC / C10100)
Puritate peste 99,99%, conținut foarte scăzut de oxigen. Conductivitate: 100%–101,5% IACS
Puțin mai mare decât cuprul ETP, utilizat în dispozitive de-înaltă frecvență, electronice de vid și conductori de precizie.
Cupru dezoxidat cu fosfor (DHP Cu, C12200)
Dezoxidat cu fosfor, bun pentru sudare și lipire. Conductivitate: 85%–90% IACS
Mai scăzut decât ETP și cuprul lipsit de oxigen-din cauza conținutului de fosfor, utilizat în principal în conducte, schimbătoare de căldură și componente de instalații sanitare, mai degrabă decât în conductorii de-înaltă eficiență.
În concluzie:
Cupru-fără oxigen are cea mai mare conductivitate.
Cuprul ETP este aproape de 100% IACS și rentabil-.
Cuprul dezoxidat cu fosfor-are, evident, o conductivitate mai mică, dar o procesabilitate mai bună.
Pentru aplicații generale electrice și electronice, cuprul ETP este suficient. Numai în medii cu înaltă-precizie, înaltă-frecvență sau ultra-joasă-temperatură este necesar cuprul fără-oxigen.
