1. Jak przewodność czystej miedzi zmienia się wraz z temperaturą
Przewodność elektryczna czystej miedzi jest bardzo wrażliwa na temperaturę. Wraz ze wzrostem temperatury intensyfikuje się ruch termiczny atomów miedzi, co zwiększa rozpraszanie wolnych elektronów, a tym samym zmniejsza przewodność.
W temperaturze pokojowej (20 stopni) czysta miedź ma wyjątkowo wysoką przewodność.
Wraz ze wzrostem temperatury przewodność maleje niemal liniowo.
Gdy temperatura spada, przewodność znacznie wzrasta.
Współczynnik temperaturowy rezystancji dla czystej miedzi wynosi około 0,00393 na stopień. Oznacza to, że na każdy 1 stopień wzrostu temperatury rezystancja miedzi wzrasta o około 0,393%, a przewodność odpowiednio maleje.
W ekstremalnie niskich temperaturach, np. w środowisku kriogenicznym, czysta miedź wykazuje przewodność prawie{0}}podobną do nadprzewodnictwa. W wysokiej-temperaturze bliskiej temperaturze topnienia przewodność spada do bardzo niskiego poziomu. Ta ujemna korelacja między temperaturą a przewodnością jest kluczowym czynnikiem uwzględnianym przy projektowaniu instalacji elektrycznych, szczególnie w przypadku-kabli wysokoprądowych, transformatorów i styków elektrycznych, które podczas pracy generują ciepło.
2. Przewodność i rezystywność czystej miedzi
W temperaturze 20 stopni standardowe właściwości elektryczne czystej miedzi definiuje się w następujący sposób:
Oporność elektryczna: 1,7241 × 10⁻⁸ Ω·m
Jest to akceptowana na całym świecie standardowa wartość dla miedzi-o wysokiej czystości.
Przewodność elektryczna: około 58,0 MS/m (megasiemens na metr)
Przewodność IACS: 100% IACS
IACS (International Annealed Copper Standard) to najpopularniejsza jednostka wyrażania przewodności w przemyśle metalowym. Z definicji standardowa, całkowicie wyżarzona czysta miedź wynosi 100% IACS. Wartość ta służy jako odniesienie dla wszystkich innych materiałów przewodzących. Na przykład aluminium zawiera około 61–62% IACS, podczas gdy mosiądz tylko 20–30% IACS.
Wartości te dotyczą miedzi-o wysokiej czystości i czystości powyżej 99,95%. Nawet niewielkie ilości zanieczyszczeń obniżą przewodność i zwiększą rezystywność.
3. Różnice w przewodności pomiędzy różnymi gatunkami czystej miedzi
Istnieje kilka powszechnych gatunków czystej miedzi, a różnice w ich przewodności są stosunkowo małe, ale zauważalne w zastosowaniach precyzyjnych.
Miedź elektrolityczna o dużej wytrzymałości (ETP Cu, C11000)
Najczęściej stosowany, czystość około 99,90%. Przewodność: 97%–100% IACS
Stosowany w kablach, szynach zbiorczych, silnikach i ogólnych elementach elektrycznych.
Miedź beztlenowa-(OFC / C10100)
Czystość powyżej 99,99%, bardzo niska zawartość tlenu. Przewodność: 100%–101,5% IACS
Nieco wyższa niż miedź ETP, stosowana w-urządzeniach wysokiej częstotliwości, elektronice próżniowej i przewodnikach precyzyjnych.
Miedź odtleniona fosforem (DHP Cu, C12200)
Odtleniony fosforem, dobrze nadaje się do spawania i lutowania. Przewodność: 85%–90% IACS
Niższa zawartość miedzi niż ETP i-beztlenowa ze względu na zawartość fosforu, stosowanego głównie w rurach, wymiennikach ciepła i elementach instalacji wodno-kanalizacyjnej, a nie w przewodnikach o wysokiej-wydajności.
Podsumowując:
Miedź-beztlenowa ma najwyższą przewodność.
Miedź ETP jest bliska 100% IACS i-opłacalna.
Miedź-odtleniona fosforem ma oczywiście niższą przewodność, ale lepszą przetwarzalność.
Do ogólnych zastosowań elektrycznych i elektronicznych wystarczająca jest miedź ETP. Tylko w środowiskach o wysokiej-precyzyjności, wysokiej-częstotliwości lub-niskiej-temperaturze konieczna jest miedź-beztlenowa.
